Stand density in the last millennium at the upper tree-line ecotone in the Polar Ural Mountains

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Abstract:

Significant spatiotemporal changes in the establishment, mortality, and abundance of trees have taken place in the upper tree-line ecotone in the Polar Ural Mountains over the last millennium. Until now, these forests have developed mainly under the influence of natural factors. A large number of well-preserved tree remains can be found up to 60–80 m above the current tree line, some dating to as early as a maximum of 1300 years ago. The research reported here extends the work begun by S.G. Shiyatov, who examined evidence of tree growth dynamics along a transect on the eastern slope of the Polar Ural Mountains in the 1960s. For this study, 769 discs from dead trees and 378 increment cores from living trees were collected along an altitudinal transect 860 m long and 80 m wide. The positions of all living trees, fallen dead trees, and wood remains were mapped. Dimensions of each living tree, including saplings and understory plants, were measured: basal diameter, diameter at breast height, crown diameter, and height of stems. Calendar years of tree germination and death were estimated using dendrochronological techniques. The earliest distinct maximum in stand density occurred in the 11th to 13th centuries, coincident with Medieval climate warming. Climate warming in the 18th century appears to have resulted in a second stand-density maximum. The recent temperature increase observed in the 20th century is reflected in the high number of young trees observed.

D'importants changements spatio-temporels dans l'établissement, la mortalité et l'abondance des arbres sont survenus au cours du dernier millénaire dans l'écotone situé à la limite supérieure des arbres dans l'Oural polaire. Jusqu'à maintenant, ces forêts se sont surtout développées sous l'influence de facteurs naturels. Les vestiges bien préservés d'un grand nombre d'arbres peuvent être retrouvés jusqu'à 60–80 m plus haut que la limite actuelle des arbres, certains pouvant remonter aussi loin que 1300 ans. Les travaux de recherche dont il est question ici s'inscrivent dans la foulée du travail entrepris par S.G. Shiyatov qui a étudié des indices de dynamique de croissance des arbres le long d'un transect sur le versant est de l'Oural polaire dans les années 1960. Pour cette étude-ci, 769 disques provenant d'arbres morts et 378 carottes provenant d'arbres vivants ont été collectés le long d'un transect altitudinal de 860 m de long par 80 m de large. La position de tous les arbres vivants, de tous les arbres morts tombés au sol et de tous les débris ligneux a été cartographiée. Les dimensions de chaque arbre vivant, incluant les jeunes tiges et les plants en sous-bois, ont été mesurées : la surface terrière, le diamètre à hauteur de poitrine, le diamètre du houppier et la hauteur de la tige ont été notés. L'année où les arbres ont germé et l'année où ils sont morts ont été estimées à l'aide de techniques dendrochronologiques. Le premier maximum distinct dans la densité du peuplement est survenu du 11e au 13e siècle, coïncidant avec le réchauffement médiéval du climat. Le réchauffement du climat au 18e siècle semble être à l'origine du deuxième maximum dans la densité du peuplement. L'augmentation récente de la température observée au cours du 20e siècle est reflétée par l'observation du plus grand nombre de jeunes arbres.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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