Model of stem taper of Scots pine (Pinus sylvestris) in the Kostroma region | Модель образующей древесного ствола сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающей в Костромской области

Английский. Stem taper models have become widespread in forestry research. Models based on the stem taper equations can determine with sufficient accuracy the assortment potential of forest stands. For the Kostroma region, no work has previously been carried out aimed at modeling the stem taper of trunks. Therefore, the goal of the study was to search and justify models of the stem taper of a tree trunk with one equation that most correctly describe the change in tree diameter with height in Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands growing in the Kostroma region. As experimental data, 10064 measurements of the diameter of 692 pine trees were obtained. To carry out the analysis, 19 models of tree stem taper with one equation were selected. Calculations were carried out in the Python environment. The calculated values of quality metrics, graphical analysis of residuals and errors made it possible to establish that the four-parameter model most adequately describes of the stem taper of pine forest stands in the Kostroma region. The stem diameter predicted using the model at any height makes it possible to analyze the assortment structure without resorting to tree felling. Further research is required aimed at developing standards for the assortment structure of trunks based on the proposed stem taper model.

Русский. Модели образующей древесного ствола получили широкое распространение в лесохозяйственных исследованиях. Основывающиеся на уравнениях образующей модели объёма стволов способны с достаточной точностью определять сортиментный потенциал древостоев. Для Костромской области ранее не производились работы, направленные на моделирование образующей стволов. Цель исследования - поиск и обоснование моделей образующей древесного ствола с одним уравнением, наиболее корректно описывающих изменение диаметра дерева с высотой в древостоях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающих в Костромской области. В качестве экспериментальных данных получены 10064 измерений диаметра 692 деревьев сосны. Для проведения анализа отобраны 19 моделей образующих древесных стволов с одним уравнением. Статистические расчеты производились в среде Python. Рассчитанные значения метрик качества, графический анализ остатков и ошибок позволили установить, что наиболее адекватно образующие стволов сосновых древостоев Костромской области описывает трёхпараметрическая модель (RMSE = 1,384; MAPE = 8,928; MAE = 0,958; MBE = -0,095; R2 = 0,984;). Предсказанный при помощи модели диаметр ствола на любой высоте позволяет, не прибегая к валке дерева, проводить анализ сортиментной структуры. Требуются дальнейшие исследования, направленные на разработку нормативов сортиментной структуры стволов, базирующихся на предложенном уравнении образующей.