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Effects of climate, disturbance, and species on forest biomass across Russia

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Abstract:

We used detailed forest inventory data from 43 forests (3.5 × 103 – 115.2 × 103 stands each) and meteorological data from 30 weather stations located in proximity to these forests to assess the effects of disturbance and climate on biomass accumulation patterns across the forest zone of Russia. Chronosequences of biomass accumulation following disturbance were developed for each of the two to five dominant tree species in each forest using stand survey data collected by forest inventories in different regions of Russia between 1986 and 2003. These chronosequences represent changes in average live biomass of forest stands between age 10 and 210 years at 10-year intervals. The correlation of attributes of biomass accumulation (i.e., maximum biomass, biomass at age 40, and maximum biomass increment) with climatic and disturbance attributes was significant but weak (adjusted R2 = 0.20–0.37). The effect of the most influential disturbance attributes (percent clear-cut and percent old forest) was as strong or stronger than the effect of climatic attributes (30-year averages of the sum of positive daily temperatures and climate moisture index). The effect of tree species was significant, but weaker than the effects of climate or disturbance. Combining climate, disturbance, and species attributes generally improved the models (adjusted R2 = 0.37–0.53). The patterns of biomass change observed in chronosequences are influenced by the tendency of harvesting to target more productive forest stands of commercially valuable species, creating a disparity in productivity among the age cohorts. The apparent link between disturbance attributes of forests and biomass accumulation patterms in forest stands may be used to improve broad-scale modeling of changes in forest biomass with remotely sensed data.

Les auteurs ont utilisé des données détaillées d'inventaire forestier provenant de 43 forêts (3,5 × 103 – 115,2 × 103 peuplements chacune) et des données météorologiques provenant de 30 stations météorologiques situées à proximité de ces forêts pour évaluer les effets des perturbations et du climat sur les patrons d'accumulation de biomasse dans l'ensemble du territoire forestier de la Russie. Des chronoséquences d'accumulation de biomasse à la suite de perturbations ont été développées pour chacune des deux à cinq espèces dominantes dans chacune des forêts à l'aide de données d'inventaire de peuplements collectées lors d'inventaires forestiers dans différentes régions de la Russie entre 1986 et 2003. Ces chronoséquences représentent les changements dans la biomasse vivante moyenne des peuplements forestiers âgés de 10 à 210 ans à intervalle de 10 ans. La corrélation des attributs de l'accumulation de biomasse (c.-à-d. la biomasse maximum, la biomasse à 40 ans et l'accroissement maximum de biomasse) avec les attributs du climat et des perturbations était significative mais faible (R2 ajusté = 0,20–0,37). L'effet des attributs de la perturbation qui a le plus d'influence (les pourcentages de coupe à blanc et de forêt ancienne) était aussi sinon plus important que l'effet des attributs du climat (moyenne de 30 ans de la somme des températures quotidiennes positives et indice d'humidité du climat). L'effet de l'espèce d'arbre était significatif mais plus faible que les effets du climat ou des perturbations. Les modèles étaient généralement améliorés (R2 ajusté = 0,37–0,53) en combinant les attributs du climat, des perturbations et de l'espèce. Les patrons de changement dans la biomasse observés dans les chronoséquences sont influencés par la tendance à récolter les peuplements les plus productifs avec des essences commerciales de grande valeur, créant ainsi une disparité dans la productivité parmi les cohortes d'âge. Le lien apparent entre les attributs des perturbations dans les forêts et les patrons d'accumulation de biomasse dans les peuplements forestiers pourrait être utilisé pour améliorer la modélisation à grande échelle des changements dans la biomasse de la forêt à partir de données obtenues par télédétection.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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nrc/cjfr/2005/00000035/00000009/art00022
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