Determination of volume proportions of individual-tree wood product classes in Hungarian oak (Quercus frainetto) stands

Abstract

Reliable estimation of the quantity and distribution of potential wood products is essential for sustainable forest resource management, particularly for forest inventory, yield planning, and economic evaluation. This study aimed to estimate the volume proportions of product classes in coppice-origin Hungarian oak (Quercus frainetto Ten.) trees and to determine changes in product distribution associated with diameter development. Data obtained from sample plots representing the distribution range of Hungarian oak in the Marmara Region and its surroundings in Türkiye were used. The volume proportions of individual tree product classes were estimated using multinomial logistic regression, based on two alternative model approaches: one incorporating both diameter at breast height (DBH) over bark and tree height, and the other using only DBH over bark. The model results showed no substantial difference in performance between models incorporating both DBH and tree height and those based solely on DBH. However, model performance varied considerably among product classes. For trees with an under-bark DBH of less than 20 cm, the coefficients of determination (R²) ranged from 0.084 to 0.495, whereas for trees with a DBH of 20 cm or greater, R² values ranged from 0.093 to 0.610. The highest explanatory power was obtained for the log volume proportion model (R² = 0.610), while lower values were observed for industrial wood models. Mean absolute percentage errors ranged from 17.4% to 61.3% and from 16.0% to 72.2% for the two diameter groups, respectively. These results indicate that DBH-based models are more effective in explaining overall variation in dominant product classes, particularly logs, whereas variation in some product classes cannot be adequately explained by DBH alone. Product distribution changed markedly with diameter development: mining poles predominated among small-diameter trees, whereas logs became the dominant product class as diameter increased. The rapid increase in log volume proportion, particularly within the 20–34 cm DBH range, indicates a substantial increase in the economic product potential of trees with increasing diameter. The developed models and product assortment tables provide practical decision-support tools for product estimation, forest inventory, and yield planning in coppice-origin Hungarian oak stands.

Keywords

• Multinomial logistic regression
• Yield planning
• Stand management
• Quercus frainetto
• Sawlog proportion
• Wood assortment table

Supporting Institution

This research was funded by the Marmara Forestry Research Institute Directorate, General Directorate of Forestry, through the General Directorate of Forestry Research and Development (R&D) Project (Project No.: 10.3201/2014-2018-2020).

Project Number

Orman Genel Müdürlüğü AR-GE Projesi (Proje No: 10.3201/2014-2018-2020).

Ethical Statement

All data used in this study are original and were obtained within the scope of the aforementioned project. No form of data duplication or fabrication was involved. Tree felling permits were officially granted by the General Directorate of Forestry. The cross-sectional samples required for the analyses were collected, while the remaining wood and wood-derived products were utilized by the relevant Forest Enterprise Directorate. The authors declare that all ethical principles and applicable regulations were fully observed throughout the conduct of this study.

Thanks

The authors gratefully acknowledge the administrative staff, technical personnel, and field workers of the Forest Enterprise Directorates for their assistance and contributions during the field data collection process.

Macar meşesi (Quercus frainetto) meşcerelerinde tek ağaç odun ürün sınıflarının hacim oranlarının belirlenmesi

Abstract

Orman kaynaklarının sürdürülebilir yönetiminde, elde edilebilecek ürün çeşitlerinin miktar ve dağılımının güvenilir biçimde tahmin edilmesi; envanter, hasılat planlaması ve ekonomik değerlendirme açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı, sürgün kökenli Macar meşesi (Quercus frainetto Ten.) ağaçlarında ürün çeşitlerinin hacim oranlarını tahmin etmek ve çap gelişimine bağlı olarak ürün dağılımındaki değişimleri ortaya koymaktır. Bu kapsamda, Macar meşesinin Türkiye’deki yayılış alanını temsil eden Marmara Bölgesi ve yakın çevresindeki örnek alanlardan elde edilen veriler kullanılmıştır. Ürün çeşitlerinin tek ağaç hacim oranları, çok terimli lojistik regresyon yöntemiyle ağacın kabuklu göğüs çapı ve boyunun birlikte kullanıldığı ve yalnızca kabuklu göğüs çapına dayalı iki farklı model yaklaşımıyla tahmin edilmiştir. Model sonuçları, göğüs çapı ve boyun birlikte kullanıldığı modeller ile yalnızca göğüs çapına dayalı modeller arasında belirgin bir performans farkı olmadığını göstermiştir. Buna karşılık, model başarısının ürün sınıflarına göre önemli ölçüde değiştiği belirlenmiştir. Kabuksuz göğüs çapı 20 cm’den küçük ağaçlarda modellerin belirtme katsayıları (R²) 0,084–0,495, 20 cm ve üzerindeki ağaçlarda ise 0,093–0,610 arasında değişmiştir. En yüksek açıklayıcılık tomruk hacim oranı modelinde (R² = 0,610) elde edilirken, sanayi odunu modellerinde daha düşük değerler bulunmuştur. Ortalama mutlak hata yüzdeleri sırasıyla %17,4–61,3 ve %16,0–72,2 arasında değişmiştir. Bu sonuçlar, göğüs çapına dayalı modellerin özellikle tomruk gibi baskın ürün sınıflarındaki genel değişimi açıklamada daha başarılı olduğunu, ancak bazı ürün sınıflarındaki değişkenliğin yalnızca çap değişkeniyle yeterince açıklanamadığını göstermektedir. Ürün dağılımının çap gelişimine bağlı olarak belirgin biçimde değiştiği; ince çaplı ağaçlarda maden direğinin, çap arttıkça ise tomruğun baskın ürün sınıfı haline geldiği belirlenmiştir. Özellikle 20–34 cm çap aralığında tomruk hacim oranındaki hızlı artış, ağaçların çap gelişimiyle birlikte ekonomik ürün potansiyelinin önemli ölçüde yükseldiğini göstermiştir. Geliştirilen modeller ve ürün çeşitleri tabloları, sürgün kökenli Macar meşesi meşcerelerinde ürün tahmini, orman envanteri ve hasılat planlaması için kullanılabilecek pratik karar destek araçları sunmaktadır.

Keywords

• Çok terimli lojistik regresyon
• Hasılat planlaması
• Meşcere yönetimi
• Quercus frainetto
• Tomruk oranı
• Ürün çeşitleri tablosu

Supporting Institution

Bu araştırma, Orman Genel Müdürlüğü Marmara Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü tarafından OGM ar-ge projesi kapsamında (Proje No: 10.3201/2014-2018-2020) desteklenmiştir.

Project Number

Orman Genel Müdürlüğü AR-GE Projesi (Proje No: 10.3201/2014-2018-2020).

Ethical Statement

Tüm veriler orijinal olup, bu proje kapsamında elde edilmiştir. Hiç bir şekilde veri çoğaltımı yapılmamıştır. Ağaç kesim izinleri Orman Genel Müdürlüğü tarafından verilmiştir. Analiz için gerekli kesitleri alınmış, geri kalan odun ve türev ürünleri ilgili Orman İşletme Müdürlüğü tarafından değerlendirilmiştir. Bu çalışma kapsamında etik kurallara tümüyle uyulduğunu beyan ederiz.

Thanks

Arazi çalışmalarında veri toplama aşamasında emeği geçen Orman İşletme Müdürlüklerinin idari, teknik ve işçi çalışanlarına teşekkür ederiz.

References

1. Berkel, A., Bozkurt, Y., & Göker, Y. (1969). Çeşitli Meşe Türlerimizin Kaplama Levhaları İmali Bakımından Elverişliliği Üzerine Araştırmalar. İstanbul: İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi, Kutulmuş Matbaası.
2. Chenchine, A. (1942). Şimali Sırbistan’da sürgün ve tohumda yetişmiş meşe için umumi hasılat cetveli (Çeviren: Fehim FIRAT), Türkiye Ormancılar Cemiyeti Yayını Orman ve Av, Sayı: 11-12, 217-229.
3. Çolak, H. A. (2013). Belgrad Ormanı’nın Ağaçları. (Editör: H. A. Çolak) Belgrad Ormanı Bir Doğa ve Kültür Mirası, İstanbul: Orman ve Su İşleri Bakanlığı I. Bölge Müdürlüğü Yayını, 854 s, Tor Ofset.
4. Eraslan, İ. (1954). Trakya ve Bilhassa Demirköy Mıntıkası Meşe Ormanlarının Amenajman Esasları Hakkında Araştırmalar. İstanbul: T.C. Tarım Vekâleti, Orman Umum Müdürlüğü Yayını. Kader Basımevi.
5. Ertaş, A. (1996). Quercus hartwissiana Steven (Istranca Meşesi)’nin silvikültürel özellikleri üzerine araştırmalar (Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
6. Kavgacı, A. (2007). Demirköy-İğneada longoz ormanları ve çevresinin bitki toplumları ve kuruluş özellikleri (Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
7. Kayacık, H. (1981). Orman ve Park Ağaçlarının Özel Sistematiği: Cilt 2. Angiospermae (Kapalı Tohumlular) (4. bs.). İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları.
8. Kubitzki, K. (1993). Fagaceae. In K. Kubitzki, J. G. Rohwer, & V. Bittrich (Eds.), The families and genera of vascular plants: Vol. 2. Flowering plants · Dicotyledons: Magnoliid, hamamelid and caryophyllid families (pp. 301–309). Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02899-5

9. Makineci, E., Yılmaz, E., Kumbaşlı, M., Yılmaz, H. Ç., Çalışkan, S., Sevgi, O., Keten, A., Zengin, H., Beşkardeş, V., & Özdemir, E. (2011). Kuzey Trakya Koruya Tahvil Meşe Ekosistemlerinde Sağlık Durumu, Biyokütle, Karbon Depolama ve Faunistik Özelliklerin Belirlenmesi (Proje Sonuç Raporu, Proje No: 107O750). TÜBİTAK-Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu.
10. Menitsky, Y.L. (2005). Oaks of Asia. [Translated from Russian]. Science Publishers. Science Publishers, USA and Plymouth, UK.
11. Mayer, H., & Aksoy, H. (1998). Türkiye Ormanları. (Çeviri: H. Aksoy & G.Özalp). Orman Bakanlığı Batı Karadeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayını, Bolu.
12. Nixon, K.C. (2006). Global and neotropical distribution and diversity of oak (genus Quercus) and oak forests. In M. Kappelle (Ed.), Ecology and Conservation of Neotropical Montane Oak Forests (pp. 3-13). Springer.
13. Odabaşı, T. (1976). Türkiye’deki Baltalık ve Korulu Baltalık Ormanları ve Bunların Koruya Dönüştürülmesi Olanakları Üzerine Araştırmalar. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayını, Matbaa Teknisyenleri Basımevi
14. OGM. (1917). Adapazarı Devlet Ormanlarının Hendek Nâhiyesi İdâre Mıntıkasına Ait Amenajman Lâyiha-i Fenniyesidir (Hendek Mustafa Şeref Bey Ormanı (1920-1940), Ankara: Orman Genel Müdürlüğü.
15. Özdemir, G. A. (2013). Trakya Meşe Ormanlarında Artım ve Büyüme ilişkileri (Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
16. R Core Team. (2023). R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/
17. Saatçioğlu, F. (1971). Orman Bakımı. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, Sermet Matbaası.
18. Sanver, A. (1948). Baltalık Ormanları ve İşletmeleri. İstanbul: Tarım Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü Yayını, Güven Basımevi.
19. Sun, O., Eren, M. E., & Orpak, M. (1978). Temel Ağaç Türlerimizde Tek Ağaç ve Birim Alandaki Odun Çeşidi Oranlarının Saptanması. Ankara: TÜBİTAK-Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu Yayını.
20. Şahin, A., Sönmez, T., & Kahriman, A. (2017). Mersin yöresi saf kızılçam (Pinus brutia Ten.) meşcerelerinde tek girişli odun ürün çeşitleri tablosunun düzenlenmesi. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 17 (1): 23-35. https://doi.org/10.17475/kastorman.295737
21. Şahin, A., Çağlayan, İ., Büyük, H., Karademir, H., Aksu, A., & Şahin, H. (2019). Türkiye’nin İlk Orman Planlama Ünitesindeki Zamansal ve Konumsal Değişimin Yüz Yıllık Analizi (Proje Sonuç Raporu, Proje No: 10.3302/2016-2018). T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü, Marmara Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, İstanbul.
22. Şahin, A., Özdemir, E., Özdemir, G. A., Biricik, Y., Korkmaz, Ü., & Saraçoğlu, Ö. (2021). Macar Meşesi (Q. frainetto Ten.) Meşcerelerinin Hasılatı (Proje Sonuç Raporu, Proje No: 10.3201/2014-2018-2020 T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü, Marmara Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, İstanbul.
23. Yaltırık, F. (1984). Türkiye Meşeleri Teşhis Kılavuzu. İstanbul: Tarım, Orman ve Köyişleri Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü Yayını, Yenilik Basımevi.
24. Yaltırık, F., & Efe, A. (1994). Dendroloji. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayını, İstanbul Üniversitesi Basımevi ve Film Merkezi.