The relationship between ice thickness and northern hardwood tree damage during ice storms

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The response of four tree species, Acer saccharum Marsh., Acer rubrum L., Populus tremuloides Michx., and Betula populifolia Marsh., to ice storm damage was studied in the northern hardwood forest of southern Quebec. The focus of the study was the impact of ice accretion on trees as a function of damage type and species at the stand and regional scales along a gradient of ice accumulation ranging from 2 to 88 mm radial thickness and to assess the role of the combined effect of ice and wind stress. Further, we estimate the return time for death resulting from ice storms in these forests. The study showed that the magnitude of ice accumulation was the primary determinant of tree damage (measured as the mean percentage of individual tree canopy removed) and that tree size was the primary determinant of damage type (bending, snapping, or substantial branch loss). Stand position (edge versus interior) did not influence susceptibility to damage. The research demonstrated that edge and slope trees bent or snapped in the direction dictated by crown asymmetry. We have no evidence that the modest winds during this icing event played a major role. Lastly, we couple the return time for a given ice thickness with the probability of severe damage to argue that (i) canopy tree mortality from icing is primarily due to glaze accumulations of moderate rarity (around 12–35 mm of ice) rather than extraordinary events such as 1998 and (ii) ice storms are likely the greatest single source of canopy tree mortality in the hardwood forests of southern Quebec with an estimated return time for death of about 250 years.

La réaction de quatre espèces d'arbres, Acer saccharum Marsh., Acer rubrum L., Populus tremuloides Michx. et Betula populifolia Marsh., aux dommages causés par le verglas a été étudiée dans la forêt de feuillus nordiques du sud du Québec. L'étude a porté sur l'impact de l'accumulation de glace sur les arbres en lien avec le type de dommages et l'espèce d'arbre à l'échelle du peuplement et de la région. Elle a été réalisée le long d'un gradient d'accumulation de glace allant de 2 à 88 mm d'épaisseur dans le sens radial. Le rôle de l'effet combiné de la glace et du stress causé par le vent a également été évalué. De plus, nous avons estimé la périodicité de la mortalité due au verglas dans ces peuplements. L'étude a démontré que l'épaisseur de la glace est le principal facteur responsable des dommages aux arbres (exprimés sous forme de pourcentage moyen d'arbres individuels enlevés du couvert) et que la dimension de l'arbre est le principal facteur responsable du type de dommages (arbre plié, cassé ou ayant perdu un nombre important de branches). La position dans le peuplement (à l'intérieur ou en bordure) n'influence pas la susceptibilité aux dommages. Les travaux de recherche ont démontré que les arbres situés en bordure ou sur une pente plient ou cassent dans la direction qui est déterminée par l'asymétrie de la cime. Nous n'avons aucun indice que les vents légers qui sont survenus lors de cet épisode de verglas aient joué un rôle important. Finalement, nous avons mis en relation la périodicité pour une épaisseur donnée de glace avec la probabilité de dommages sévères pour conclure (i) que la mort des arbres dans le couvert à cause du verglas est principalement due à des accumulations de glace d'une rareté modérée (environ 12–35 mm de glace) plutôt qu'à des événements extraordinaires comme le verglas de 1998 et (ii) que le verglas est probablement la cause la plus importante de mortalité des arbres dans le couvert des forêts feuillues du sud du Québec. Les tempêtes de verglas qui causent de la mortalité ont une périodicité d'environ 250 ans.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2001

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