Measurement and prediction of bark thickness in Picea abies: assessment of accuracy, precision, and sample size requirements

Tree and log diameters are usually measured outside bark, but inside-bark diameters are of greater economic interest and are often derived with local or regional bark thickness equations. To date, the influence of measurement method, sampling design, and sample size on bark thickness equation accuracy and precision has received limited attention. The objectives of this study were to use an extensive regional bark thickness dataset for Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) in southwestern Germany to (1) quantify the accuracy and precision of bark thickness measurements with a Swedish bark gauge, (2) determine the required number of measurements to assess the within-tree variation, and (3) estimate the required sample sizes per plot and per region to develop an accurate bark thickness prediction equation. Bark gauge readings were validated with measurements derived from X-ray computed tomography (CT) and indicate that Swedish bark gauges generally overestimated bark thickness by 13.6% ± 28.4% (mean ± standard deviation). Results suggested having at least one measurement location every 2 m along a tree bole and at least five bark thickness measurements per each of these locations to achieve an allowable error of Key words: bark factor, measurement error, variance, equivalence, model performance. Le diametre des arbres et des grumes est generalement mesure sur ecorce, mais le diametre sous-ecorce presente un plus grand interet economique et est souvent derive en utilisant des equations d'epaisseur d'ecorce locale ou regionale. A ce jour, l'influence de la methode de mesure, du plan d'echantillonnage et de la taille de l'echantillon sur l'exactitude et la precision des equations d'epaisseur d'ecorce a recu peu d'attention. En utilisant une importante base de donnees regionale d'epaisseur d'ecorce pour l'epicea commun (Picea abies (L.) Karst.) dans le sud-ouest de l'Allemagne, les objectifs de cette etude etaient: (1) de quantifier l'exactitude et la precision des mesures d'epaisseur d'ecorce avec une jauge d'ecorce suedoise, (2) de determiner le nombre requis de mesures pour evaluer la variation intra-arbre et (3) d'estimer la taille de l'echantillon requis par parcelle et par region pour developper une equation precise de prediction de l'epaisseur d'ecorce. Les lectures de la jauge d'ecorce ont ete validees avec des mesures de tomographie aux rayons X informatisee et indiquent que les jauges d'ecorce suedoises ont generalement surestime l'epaisseur d'ecorce de 13,6 % ± 28,4 % (moyenne ± ecart type). Les resultats indiquent qu'on devrait mesurer au moins a tous les deux metres le long d'un tronc d'arbre et prendre au moins cinq mesures d'epaisseur d'ecorce a chacun de ces endroits pour obtenir une marge d'erreur Mots-cles: facteur d'ecorce, erreur de mesure, variance, equivalence, performance du modele.
Introduction Although tree and log diameters are usually measured outside bark, wood volume calculations in forest inventories, round-wood markets, and bucking optimization algorithms generally assume inside-bark diameters. To convert outside-bark [...]