Interspecific variation in susceptibility to windthrow as a function of tree size and storm severity for northern temperate tree species

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Abstract:

Studies of wind disturbance regimes have been hampered by the lack of methods to quantify variation in both storm severity and the responses of tree species to winds of varying intensity. In this paper, we report the development of a new, empirical method of simultaneously estimating both local storm severity and the parameters of functions that define species-specific variation in susceptibility to windthrow as a function of storm severity and tree size. We test the method using data collected following a storm that struck the western Adirondack Mountains of New York in 1995. For intermediate-sized stems (e.g., 40 cm DBH), black cherry (Prunus serotina Ehrh.) and red spruce (Picea rubens Sarg.) showed the highest rates of windthrow across virtually all levels of storm severity, while yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.) and sugar maple (Acer saccharum Marsh.) had the lowest rates of windthrow. For much of the range of storm severity, the probability of windthrow for the most susceptible species was at least twice as high as for the least susceptible species. Three of the species, yellow birch, red spruce, and beech (Fagus grandifolia Ehrh.), had significantly lower probability of windthrow at a given storm severity in old-growth stands than in second-growth stands. Our results suggest that the distinctive abundance of these three species in old-growth forests of the Adirondacks is due, at least in part, to their ability to survive the intermediate-scale disturbance events that appear to dominate the natural disturbance regime in this region.

L'étude des régimes de perturbation par le vent a été limitée par le manque de méthodes permettant de quantifier la variation dans la sévérité des tempêtes et la réaction des espèces arborescentes à des vents de différentes intensités. Dans cet article, les auteurs font état du développement d'une nouvelle méthode empirique permettant d'estimer simultanément la sévérité locale d'une tempête et les paramètres définissant les variations spécifiques de susceptibilité au chablis en fonction de la sévérité de la tempête et de la dimension des arbres. La méthode a été testée à l'aide de données recueillies après une tempête qui a frappé la partie ouest des monts Adirondacks, dans l'État de New York en 1995. Pour les tiges de dimension intermédiaire (i.e. dhp de 40 cm), le cerisier tardif (Prunus serotina Ehrh.) et l'épinette rouge (Picea rubens Sarg.) présentaient les plus forts taux de chablis pour à peu près tous les niveaux de sévérité de tempête, tandis que le bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) et l'érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) avaient les plus faibles taux de chablis. Pour une bonne partie de la gamme de sévérité de tempête, la probabilité de chablis des essences les plus susceptibles était au moins le double de celle des essences les moins susceptibles. Pour une sévérité donnée de tempête, trois des espèces : le bouleau jaune, l'épinette rouge et le hêtre (Fagus grandifolia Ehrh.), présentaient des probabilités plus faibles de chablis dans les peuplements vierges que dans les peuplements de seconde venue. Les résultats suggèrent que l'abondance distinctive de ces trois espèces dans les forêts vierges des Adirondacks est due, au moins en partie, à leur capacité de survivre aux perturbations de taille intermédiaire qui semblent dominer le régime naturel de perturbation dans cette région.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2001

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