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Beech bark disease in northern hardwood forests: the importance of nitrogen dynamics and forest history for disease severity

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Abstract:



Beech bark disease has been a major cause of mortality of American beech (Fagus grandifolia Ehrh.) in North America during the past century. Previous studies have suggested a positive relationship between disease severity and both bark nitrogen content and tree size, presumably due to higher rates of infestation by beech scale insects, which allow more extensive infection of the tree by Nectria fungi. Recent concerns about nitrogen saturation in northeastern forests, particularly in old-growth forests, led us to examine patterns of disease severity as a function of bark tissue nitrogen content in old-growth and second-growth forests in the Adirondack region of New York and northern Maine. Trees growing in old-growth stands possessed significantly higher levels of bark nitrogen than similarly sized trees in second-growth forests. The severity of disease symptoms was more acute in the old-growth forests and was positively correlated with the percent nitrogen of the bark in both forest types. Comparisons of the coefficients of variation between beech bark sampled from disease-free forests in the upper peninsula of Michigan and that sampled from diseased forests indicated that elevated bark nitrogen concentrations in diseased trees were a cause and not an effect of disease presence. While there was no difference in disease severity between control and nitrogen-fertilized forests in Maine, these forests had both been exposed to the disease for longer time periods than the other studied forests and they are likely approaching nitrogen saturation.

En Amérique du Nord, la maladie corticale du hêtre a été une cause importante de mortalité du hêtre d'Amérique (Fagus grandifolia Ehrh.) au cours du dernier siècle. Des études antérieures ont laissé entrevoir qu'il y avait une relation positive entre d'une part la sévérité de la maladie et d'autre part le contenu en azote de l'écorce et la dimension des arbres, probablement à cause du taux élevé d'infestation par la cochenille du hêtre qui favorise une plus forte infection des arbres par les champignons du genre Nectria. Des préoccupations récentes au sujet de la saturation en azote dans les forêts du nord-est, particulièrement dans les vieilles forêts, nous ont amené à examiner le comportement de la sévérité de la maladie en fonction du contenu en azote de l'écorce dans les vieilles forêts et les forêts de seconde venue de la région des Adirondacks, dans l'État de New York et le Nord du Maine. Les arbres qui croissent dans les vieux peuplements présentent des niveaux d'azote dans l'écorce significativement plus élevés que les arbres de même dimension dans les forêts de seconde venue. La sévérité des symptômes de la maladie est plus aiguë dans les vieilles forêts et est positivement corrélée avec le pourcentage d'azote dans l'écorce dans les deux types de forêts. La comparaison des coefficients de variation entre l'écorce de hêtre échantillonnée dans des forêts exemptes de maladie, dans la péninsule nord du Michigan, et l'écorce provenant de forêts infectées montre que la concentration élevée de l'azote dans l'écorce des arbres malades est une cause et non un effet de la présence de la maladie. Alors qu'il n'y a pas de différence dans la sévérité de la maladie entre des forêts fertilisées à l'azote et des forêts témoins dans le Maine, ces deux types de forêts ont été exposées à la maladie pour une période de temps plus longue que les autres forêts étudiées et sont selon toute vraisemblance sur le point d'être saturées en azote.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-02-01

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