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Effects of an intense ice storm on the structure of a northern hardwood forest

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A major ice storm in January 1998 provided an opportunity to study the effects of a rare, intense disturbance on the structure of the northern hardwood forest canopy. Canopy damage was assessed using visual damage classes within watersheds of different ages at the Hubbard Brook Experimental Forest (HBEF) and changes in leaf area index in two of these watersheds. Ice thickness was measured, and ice loads of trees were estimated using regression equations. In the 60- to 120-year-old forests (mean basal area 26 m2·ha–1), damage was greatest in trees >30 cm diameter at breast height and at elevations above 600 m. Of the dominant tree species, beech (Fagus grandifolia Ehrh.) was the most damaged, sugar maple (Acer saccharum Marsh.) was the most resistant, and yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.) was intermediate. Trees with advanced beech bark disease experienced heavier ice damage. Little damage occurred in the 14-year-old forest, while the 24- to 28-year-old forest experienced intense damage. In the young stands of this forest, damage was greatest between 600 and 750 m, in trees on steep slopes and near streams, and among pin cherry (Prunus pensylvanica L.). Recovery of the canopy was tracked over three growing seasons, and root growth was monitored 1 year after the storm. Because of the high density of advance regeneration from beech bark disease and root sprouting potential in ice-damaged beech, HBEF will likely see an increase in beech abundance in older forests as a result of the storm. There will also be a more rapid change from pioneer species to mature northern hardwoods in the younger forests. These predictions illustrate the ability of rare disturbances to increase heterogeneity of forest structure and composition in this ecosystem, especially through interactions with other disturbances.

En janvier 1998, une importante tempête de verglas a fourni une occasion d'étudier les effets d'une perturbation rare et sévère sur la structure du couvert dans une forêt de feuillus nordiques. Les dommages subis par le couvert ont été évalués visuellement à l'aide de classes de dommages dans des bassins d'âge différent situés à la forêt expérimentale de Hubbard Brook et des changements dans l'indice de surface foliaire dans deux de ces bassins. L'épaisseur de la glace a été mesurée et le poids de la glace sur les arbres a été estimé à l'aide d'équations de régression. Dans les forêts âgées de 60 à 120 ans (surface terrière moyenne de 26 m2·ha–1), les arbres de plus de 30 cm au diamètre à hauteur de poitrine et situés à une altitude de plus de 600 m étaient les plus sévèrement endommagés. Parmi les espèces dominantes, le hêtre à grandes feuilles (Fagus grandifolia Ehrh.) était le plus endommagé, l'érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) était le plus résistant et le bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) se situait entre les deux. Les arbres sévèrement affectés par la maladie corticale du hêtre ont subi plus de dommages par le verglas. La forêt âgée de 14 ans a subi peu de dommages alors que les dommages étaient sévères dans la forêt âgée de 24 à 28 ans. Dans les jeunes peuplements de cette forêt, les dommages étaient les plus sévères à une altitude de 600 à 750 m, sur les arbres situés sur les pentes abruptes et près des cours d'eau ainsi que sur le cerisier d'Amérique (Prunus pensylvanica L.). La reconstruction du couvert a été suivie pendant trois saisons de croissance et la croissance des racines l'a été pendant 1 an après la tempête. À cause de la forte densité de la régénération préétablie due à la maladie corticale du hêtre et de la capacité de drageonnement des hêtres affectés par le verglas, la forêt expérimentale de Hubbard Brook connaîtra une augmentation de l'abondance du hêtre dans les vieilles forêts à la suite de la tempête. Dans les forêts plus jeunes, la transition des espèces pionnières vers les feuillus nordiques matures sera également plus rapide. Ces prédictions montrent que les perturbations rares ont la capacité d'augmenter l'hétérogénéité de la structure et de la composition de la forêt dans cet écosystème, particul

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-10-01

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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