Аллометрия деревьев устанавливает количественные соотношения между некоторыми ключевыми характерными размерами деревьев ( обычно довольно легко измеряемыми ) и другими свойствами (часто более сложными для оценки). В той степени, в которой эти статистические соотношения, установленные на основе подробных измерений на небольшой выборке типичных деревьев, справедливы для других особей, они позволяют экстраполировать и оценивать множество дендрометрических величин на основе одного (или максимум нескольких) измерений.
Изучение аллометрии чрезвычайно важно при работе с измерениями и анализом данных в практике лесного хозяйства . Аллометрия изучает относительный размер органов или частей организмов. Аллометрия деревьев сужает определение до приложений, включающих измерения роста или размера деревьев. Аллометрические соотношения часто используются для оценки сложных измерений деревьев, таких как объем, по легко измеряемому атрибуту, такому как диаметр на высоте груди (DBH).
Использование аллометрии широко распространено в лесном хозяйстве и лесной экологии . Для разработки аллометрической связи должна быть сильная связь и возможность количественной оценки этой связи между частями измеряемого объекта и другими интересующими величинами. [1] Также при разработке этого уравнения необходимо учитывать факторы, влияющие на рост дерева, такие как возраст, вид, местоположение участка и т. д. [2] После того, как все эти рекомендации выполнены, можно попытаться разработать аллометрическое уравнение.
В 2013 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций запустила GlobAllomeTree, веб-платформу, предназначенную для улучшения глобального доступа к аллометрическим уравнениям деревьев и поддержки разработчиков проектов по лесам и изменению климата, исследователей, ученых и лесоводов для оценки объема лесов и биомассы, а также запасов углерода. Совместно разработанная ФАО , Французским исследовательским центром CIRAD и Университетом Тушиа в Италии, платформа GlobAllomeTree предоставляет последовательную и гармонизированную базу данных аллометрических уравнений объема деревьев и насаждений и биомассы; программное обеспечение для сравнения уравнений и оценки интересующих переменных, таких как объем, биомасса и запасы углерода; доступ к научной исследовательской информации по аллометрическим уравнениям; и доступ к учебным пособиям, руководствам и документации, поддерживающей разработку и использование аллометрических уравнений деревьев.
В 2012 году ФАО и CIRAD опубликовали руководство по построению аллометрических уравнений объема деревьев и биомассы для студентов, технических специалистов и исследователей, работающих над оценкой лесных ресурсов, таких как объем, биомасса и запасы углерода, для коммерческих целей, биоэнергетики или смягчения последствий изменения климата . [3]
Первое, что нужно сделать, это выбрать группу некоторого объекта (для лесного хозяйства: деревья). Затем измерить несколько легко измеряемых атрибутов, таких как DBH, высота, вид и т. д. Построить график результатов и выполнить регрессионный анализ, а также преобразовать некоторые переменные, пока не будет найдена правильная регрессия .
В каждом регионе мира существуют различные составы пород деревьев, и в большинстве этих регионов есть по крайней мере одно уравнение, которое оценивает объем дерева по DBH. Исследования и применение лесной аллометрии со временем объединились для разработки этих быстрых уравнений для точной оценки объема конкретного лесного насаждения.
Общее аллометрическое уравнение для математики и естественных наук имеет вид
где Y — биологическая переменная (например, высота дерева или DBH), β — коэффициент пропорциональности, α — показатель масштабирования (который равен наклону линии при построении в логарифмических координатах), а X — некоторая физическая мера, например, объем тела или масса тела (M). В то время как α часто довольно схожа у очень разных организмов, β отличается от вида к виду. Поскольку константы пропорциональности β и показатели масштабирования α часто обозначаются греческими буквами, желательно использовать β как коэффициент пропорциональности, а не α , поскольку α может быть неправильно истолковано как символ «пропорционального».
Известное аллометрическое уравнение связывает скорость метаболизма с массой тела: Y = βM 3/4.
В лесном хозяйстве уравнение принимает множество форм для представления взаимосвязей между множеством различных атрибутов размера и роста дерева. Ниже приведен пример:
