Morphological indicators of growth response of coniferous advance regeneration to overstorey removal in the boreal forest

We used precommercial thinning (PCT) to accelerate natural succession in an 8-year-old, even-aged stratified mixture, in which trembling aspen (Populus tremuloides) overtopped a dense understory of balsam fir (Abies balsamea) and spruce (Picea mariana, P. glauca). In addition to an unthinned control, we applied three residual aspen spacings (2.5, 3.0 and 3.5 m) while retaining all understory conifers, and a 3.0-m spacing retaining only small conifers (<1/3 of the aspen crop tree height). PCT improved survival of spruce, increased diameter growth of aspen by 90% and doubled diameter and height growth of conifers, without differences among spacings or between levels of conifer retention after 10 years. The level of conifer retention did not affect aspen growth response, but appeared to influence the occurrence of browsing on aspen and balsam fir. Retaining only small conifers decreased regeneration density of balsam fir in favour of abundant vegetative reproduction of red maple (Acer rubrum) and beaked hazelnut (Corylus cornuta). Live crown characteristics and stand structure indicate that thinning caused a shift from overtopping of aspen to an intimate mixture of species sharing the growing space. This study confirms PCT as a means of accelerating natural succession in a boreal mixedwood stand, thereby securing the coniferous component at the early stage of development.Key words: ecosystem-based forest management; hardwood conversion; stratified species mixture; precommercial thinning; live crown characteristics. RÉSUMÉNous avons utilisé l' éclaircie précommerciale (EPC) afin d'accélérer la succession naturelle dans un mélange équien stratifié de 8 ans, dans lequel le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) surplombait une dense régénération de sapin baumier (Abies balsamea) et d' épinette (Picea mariana, P. glauca). En plus d'un témoin non éclairci, nous avons appliqué trois espacements résiduels entre les trembles (2,5, 3,0 et 3,5 m) en conservant tous les conifères du sous-étage, et un espacement de 3,0 m en conservant seulement les petits conifères (<1/3 de la hauteur du tremble éclairci). L'EPC a amélioré la survie de l' épinette, augmenté la croissance en diamètre du tremble de 90% et doublé la croissance en diamètre et en hauteur des conifères, sans différences entre les espacements ou entre les niveaux de rétention des conifères après 10 ans. Le niveau de rétention des conifères n'a pas affecté la réponse de croissance du tremble, mais a semblé influencer la fré-quence du broutement sur le tremble et le sapin. La rétention des petits conifères seulement a diminué la densité de la régénération de sapin au profit d'une abondante reproduction végétative d' érable rouge (Acer rubrum) et de noisetier à long bec (Corylus cornuta). Les caractéristiques des cimes vivantes et la structure du peuplement indiquent que l' éclaircie a amené le peuplement à passer d'une dominance du tremble à un mélange intime d' espèces se partageant l' espace de croissance. Cette étude confirme que l'EPC est un moyen d'ac...

Section: Growthsupporting

confidence: 75%

Precommercial thinning of overtopping aspen to release coniferous regeneration in a boreal mixedwood stand

Prévost

Charette

2017

“…Selon certaines études, le retard de réaction de la croissance en hauteur serait attribuable à un choc de croissance ou stress hydrique provoqué par des changements importants et rapides des conditions de croissance (Ruel et al 2000a, Kneeshaw et al 2002. Dans l'Ouest du Canada, Kneeshaw et al (2002) ont réitéré l'hypothèse du stress hydrique pour expliquer ce phénomène chez la régénération de pin tordu (Pinus contorta Dougl.…”

Section: Réaction Du Sapin à L'ouvertureunclassified

“…( Kozlowski et Ward 1961, Little 1970, Lanner 1985, Ruel et al 2000a, Collet et al 2001. Kneeshaw et al (2002) n'ont pas discuté du caractère fondamental de la croissance en hauteur chez les espèces étudiées.…”

Section: Réaction Du Sapin à L'ouvertureunclassified

“…Cette vigueur initiale supérieure pourrait être en lien avec une plus forte proportion de tissus photosynthétiques chez les semis de petite taille. Nos résultats sont en accord avec l'idée qu'il y a une relation étroite entre le taux d'accroissement à l'ouverture et le taux d'accroissement avant la coupe (vigueur des individus) (Hatcher 1964;Seidel 1985;Tesch et Korpela 1993;Ruel et al 1995Ruel et al , 2000a.…”

Section: Semis Du Stade Juvénileunclassified

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Chronologie de la croissance chez des semis de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) après une coupe à blanc avec protection de la régénération

Parent¹,

Ruel²

2002

Self Cite

Chronologie de la croissance chez des semis de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) après une coupe à blanc avec protection de la régénération par Sylvain Parent 1 et Jean-Claude Ruel 2La coupe avec protection de la régénération consiste à éliminer le couvert principal en une seule opération de façon à dégager la régénération installée sous ce couvert. Après la coupe, les semis acclimatés au sous-bois seraient vulnérables à subir un stress hydrique, particulièrement les juvéniles i.e., ceux de six ans et moins. L'objectif de cette recherche est de déterminer si un semis de sapin baumier acclimaté au sous-bois a la capacité de répondre immédiatement et positivement après la coupe. La réaction à l'ouverture a été étudiée sur deux populations de semis provenant de deux régions climatiques distinctes du Québec, soit la sapinière à bouleau blanc de l'Est et celle de l'Ouest. Les résultats montrent que les patrons de réaction à l'ouverture étaient similaires pour les deux populations. Chez les semis, la réaction à l'ouverture se fait en deux étapes. Un an après l'ouverture, les cernes produits à la base des troncs étaient en moyenne cinq fois plus larges que ceux produits l'année avant la coupe (p > 0,001). C'est à la deuxième année après l'ouverture que la croissance en hauteur moyenne est devenue nettement supérieure aux années antérieures (p < 0,001). En moyenne, les juvéniles ont eu des taux d'accroissement en hauteur significativement plus importants par rapport aux semis plus âgés. Le taux d'accroissement en hauteur était corrélé négativement avec la hauteur des semis avant la coupe ( r = -0,68, p < 0,001). Notre étude montre clairement que les semis de sapin peuvent réagir immédiatement et positivement à de grandes ouvertures. La réaction vigoureuse des juvéniles à l'ouverture suggère qu'une proportion importante de ceux-ci a le potentiel de contribuer au nouveau peuplement. Considérant les conditions contrastées des deux régions étudiées, les résultats devraient être valides pour une large gamme de sapinières. Mots clés : régenération pré etablié, sapin baumier, dégagementThe method of harvesting with protection of the advanced regeneration consists of a complete removal of the main canopy to release a seedling bank established under the overstory shade. After harvesting, seedlings acclimated to understory conditions could suffer from moisture stress, especially the small, juvenile seedlings (less than six years). The objective of the study is to determine the capacity of understory-acclimated balsam fir seedlings to respond positively and immediately to release. The response to release was studied in two seedling populations belonging to two distinct climatic regions of Quebec, the Western and the Eastern sections of the balsam fir-white birch ecological domain. Results show that the response patterns were similar in both populations. Response to release occurred in two steps. One year after harvesting, basal ring width was on the average five times larger than prior to harvesting (p > 0.001). Height gro...

“…dominated forests of the Pacific Northwest, have noted increased mortality of retention trees following partial harvesting (Franklin et al 2002, Maguire et al 2006. Others have observed relationships between stress and / or mortality with increasing tree height, crown class and slenderness (Coates 1997, Ruel et al 2000, Liu et al 2003. However, mortality of retention trees has been quantified only for a few species and regions.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Elevated mortality of residual trees following structural retention harvesting in boreal mixedwoods

Bladon¹,

Lieffers²,

Silins³

et al. 2008

In recent years boreal forests have been harvested to retain a portion of the original canopy, thereby providing forest structure, mostly for biodiversity reasons. Boreal mixedwood cutovers were surveyed at one and five years after harvesting with approximately 10% structural retention, to quantify the mean annual mortality rates of the residual trembling aspen, balsam poplar, paper birch and white spruce trees. For comparison, "natural" mortality rates by species were estimated from permanent sample plots in stands of similar composition. Species ranking of the annual mortality rates of residuals in areas harvested with structural retention were: poplar (10.2%) > birch (8.7%) > aspen (6.1%) > spruce (2.9%). Annual mortality rates were 2.5 to 4 times greater than in the reference stands. The majority of broadleaved species died as snags (~70%-90%), while most spruce died due to windthrow (80%). Mortality rates increased with slenderness coefficient for codominant and understory poplar and for understory birch. For aspen, codominants were most likely to die, while in spruce, dominant trees and trees with the greatest damage to the bole from harvesting operations had the highest mortality.Key words: Alberta, Betula papyrifera, dieback, harvesting damage, mixedwood forests, variable retention, Picea glauca, Populus balsamifera, Populus tremuloides, structural retention, sustainable forest management RÉSUMÉ Au cours des dernières années, les forêts boréales ont été récoltées pour retenir une portion de la canopée originale, fournissant ainsi une structure forestière, surtout pour des raisons de biodiversité. À la suite de la récolte, on a vérifié le parterre de la coupe après un an et après cinq ans en ayant conservé environ 10 % de la structure, afin de quantifier la moyenne des taux annuels de mortalité des peupliers faux-trembles, des peupliers baumiers, des bouleaux à papier et des épinettes blanches. Aux fins de comparaison, les taux de mortalité « naturelle » par les espèces ont été estimés à partir des lotissements permanents représentatifs dans des peuplements de composition semblable. Le classement par espèce des taux de mortalité annuelle des arbres rémanents dans les zones récoltées avec une rétention structurelle étaient : le peuplier (10,2 %) > le bouleau (8,7 %) > le tremble (6,1 %) > l'épinette (2,9 %). Les taux de mortalité annuelle étaient de 2,5 à 4 fois plus élevés que les taux dans les peuplements de référence. La majorité des espèces caducifoliées est morte comme chicot (~70 % -90 %), alors que la plupart des épinettes sont mortes à cause du déracinement par le vent (80 %). Les taux de mortalité ont augmenté avec le coefficient de sveltesse pour le peuplier codominant et dominé et pour le bouleau dominé. Pour le tremble, il était plus probable que les codominants meurent tandis que pour l'épinette, les arbres dominants et les arbres ayant le plus de dommages sur le tronc à cause des opérations de récolte étaient ceux qui avaient le taux le plus élevé de mortalité.