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Productivity of aspen forests in northeastern Minnesota, U.S.A., as related to stand composition and canopy structure

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Abstract:

Relationships among stand composition, stemwood productivity, and canopy structure were investigated for 55 study areas in northeastern Minnesota. Tree species composition among study areas was deliberately allowed to vary. Aspen, primarily quaking (Populus tremuloides Michx.) and to a lesser degree bigtooth (Populus grandidentata Michx.), was a significant component of every study area. The two most common associates were paper birch (Betula papyrifera Marsh.) and balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.). Productivity was defined as mean annual increment of tree stemwood volume and ranged from 3.3 to 12.6 m3·ha–1·year–1. A multiple-regression approach was used to investigate the relationships between productivity, stand composition, and canopy structure. Base models relating productivity to aspen site index, aspen cohort age, and total basal area were developed. Measures of stand composition and canopy vertical structure were added to the base models, and their significance in explaining residual variation in productivity was tested. Productivity was found to be negatively correlated with stand composition and canopy vertical structure, with all other factors held constant. Pure aspen and single-canopied stands were expected to be the most productive. Exceptions were present in the data: the two most productive stands were vertically stratified, aspen – balsam fir – paper birch mixtures.

Les relations entre la composition du peuplement, la productivité de la tige et la structure du couvert ont été analysées dans 55 aires d'étude situées dans le Nord-Est du Minnesota. La variabilité de la composition en espèces forestières a été délibérément recherchée dans les aires d'étude. Le peuplier, principalement le tremble (Populus tremuloides Michx.) et, à un degré moindre, le peuplier à grandes dents (Populus grandidentata Michx.), représentait la composante majeure de chaque aire d'étude. Les deux espèces compagnes les plus fréquentes étaient le bouleau à papier (Betula papyrifera Marsh.) et le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.). La productivité a été définie comme étant l'accroissement moyen annuel en volume de la tige des arbres et variait entre 3,3 et 12,6 m3·ha–1·an–1. Une approche par régression multiple a été utilisée pour analyser les relations entre la productivité, la composition du peuplement et la structure du couvert. Des modèles de base reliant la productivité à l'indice de qualité de station du peuplier, à l'âge de la cohorte de peuplier et à la surface terrière totale ont été développés. Des mesures de composition du peuplement et de structure verticale du couvert ont été ajoutées aux modèles de base et leur capacité à expliquer la variance résiduelle de la productivité a été testée. La productivité est négativement corrélée avec la composition et la structure verticale du peuplement lorsque tous les autres facteurs sont maintenus constants. On croyait que les peuplements purs de peuplier à un étage seraient les plus productifs. Il y avait des exceptions dans les données : les deux peuplements les plus productifs étaient des peuplements mélangés de peuplier, de sapin baumier et de bouleau à papier verticalement stratifiés.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-06-01

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