Stem diameter models depending on tree height and crown diameter in protective forest belts of the Sverdlovsk railway | Модели диаметра ствола в зависимости от высоты дерева и диаметра крон в защитных лесных полосах Свердловской железной дороги

English. Forest belts in the railway protectional zone play an important role, preventing snow drifts of railway tracks. This protective role is largely determined by the structure of the forest canopy. Modern lidar sounding technologies provide large-scale mapping of forests to obtain three-dimensional information about the forest canopy structure, the degree of forest degradation, aboveground phytomass, primary production, and biodiversity. Lidar sounding data itself does not directly provide information about the aboveground phytomass of trees, and the last is estimated indirectly by remotely measured indicators, mostly by the tree height and the crown diameter. There are numerous models and tables for estimating the tree phytomass both by stem diameter and by two variables: tree height and stem diameter. To combine them with lidar sounding data, it is necessary to develop models of the dependence of the stem diameter on the tree height and the crown diameter. The purpose of research is to construct two-factor models of the dependence of the stem diameter on the tree height and the crown diameter and compare the obtained models with generic models calculated for the forests of Eurasia. The actual morphometric data of 280 trees of five tree species growing in the forest shelterbelts of the Sverdlovsk Railway were used here. The obtained models explain 71–91% of the variability of the stem diameter. According to the models, the diameter of the stem in all species is positively related to both the tree height and the crown diameter. The contributions of tree height and crown diameter to explain the variability of stem diameter were 44 and 56%, respectively. Comparison of the obtained models with those universal for the forests of Eurasia showed, all other parameters being equal, the presence of significant differences in stem diameters from 64 to 13%, apparently due to the specific morphostructure of forests in protective forest belts.

Russian. Лесные полосы в зоне отвода железных дорог играют важную защитную роль, предотвращая снежные заносы железнодорожных путей. Современные технологии лидарного зондирования обеспечивают крупномасштабное картографирование лесов с получением трехмерной информации о структуре лесного полога, степени деградации лесов, надземной фитомассе, первичной продукции и биоразнообразию. С помощью лидарной технологии невозможно получить информацию о надземной фитомассе деревьев непосредственно, и она оценивается косвенно по дистанционно измеряемым показателям, важнейшими из которых являются высота деревьев и диаметр кроны. Имеются многочисленные модели и таблицы для оценки фитомассы деревьев как по диаметру ствола, так и по двум переменным – высоте дерева и диаметру ствола. Для их совмещения с данными лидарного зондирования необходима разработка моделей зависимости диаметра ствола от высоты дерева и диаметра кроны. Цель исследования – по фактическим данным морфометрии 280 деревьев пяти древесных пород, произрастающих в путезащитных лесных полосах Свердловской железной дороги, построить двухфакторные модели зависимости диаметра ствола от высоты дерева и диаметра кроны и сравнить полученные модели с всеобщими моделями, рассчитанными для лесов Евразии. Полученные модели объясняют 71–91% изменчивости диаметра ствола. Согласно моделям диаметр ствола у всех пород положительно связан как с высотой дерева, так и с диаметром кроны. Вклады высоты дерева и диаметра кроны в объяснение изменчивости диаметра ствола составили соответственно 44 и 56%. Сравнение полученных моделей с всеобщими для лесов Евразии показало при прочих равных условиях наличие существенных различий в диаметрах ствола от 64 до 13%, по-видимому, вследствие специфичной морфоструктуры насаждений в защитных лесных полосах.