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A spatial and temporal model of root cohesion in forest soils

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Root cohesion is an important parameter governing slope stability in steep forested terrain. Forest harvesting impacts root cohesion, and although the temporal effects have been noted, this dynamic parameter is often assumed to be spatially uniform. A model was developed to simulate the variation in root cohesion on a hillslope resulting from various forest management treatments. The model combines physical data on the horizontal rooting distribution of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. menziesii) together with a temporal relation of root cohesion decay. Harvesting methods examined include clear-cutting, single-tree selection cutting, and strip-cutting. Model outputs are analysed qualitatively for regions of root cohesion minima and quantitatively for the average root cohesion within the simulated hillslope. A selection cutting simulation maintained the highest average root cohesion value, decreasing to only 81% of the preharvest condition. In contrast, the minimum root cohesion following clear-cutting declined to 38% of the preharvest value. Selection and strip-cutting scenarios resulted in smaller areas of reduced root cohesion that were adjacent to areas with high root cohesion. Such partial cutting methods shorten the period of reduced root cohesion following timber harvesting compared with clear-cutting.

La cohésion des racines est un paramètre important de la stabilité des pentes en terrain boisé accidenté. La récolte de matière ligneuse a un impact sur la cohésion des racines et, bien que les effets temporels aient été notés, ce paramètre dynamique est souvent considéré comme spatialement uniforme. Nous avons développé un modèle pour simuler la variation de la cohésion des racines dans une pente, en fonction de divers traitements d'aménagement forestier. Le modèle regroupe des données physiques sur la distribution horizontale des racines du douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. menziesii) et une fonction temporelle de dégradation de la cohésion des racines. Les méthodes de récolte examinées incluent la coupe à blanc, la coupe de jardinage par pied d'arbre et la coupe par bande. Les extrants du modèle sont analysés qualitativement pour les zones de cohésion minimales des racines et quantitativement pour la cohésion moyenne des racines sur les pentes simulées. La simulation avec la coupe de jardinage permet de conserver la plus forte valeur moyenne de cohésion des racines qui est équivalente à 81 % de la cohésion avant la récolte. À l'inverse, la cohésion minimale des racines après une coupe à blanc diminue jusqu'à une valeur équivalente à 38 % de la cohésion avant la récolte. La coupe de jardinage et la coupe par bande produisent des zones de faible cohésion des racines plus restreintes qui sont adjacentes à des zones de forte cohésion des racines. De telles méthodes de coupe partielle raccourcissent la période pendant laquelle la cohésion des racines est réduite à cause de la récolte de matière ligneuse comparativement à la coupe à blanc.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2004

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