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Characterizing flow regimes for floodplain forest conservation: an assessment of factors affecting sapling growth and survivorship on three cold desert rivers

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Abstract:

I analyzed annual height growth and survivorship of Fremont cottonwood (Populus fremontii S. Watson) saplings on three floodplains in Colorado and Utah to assess responses to interannual variation in flow regime and summer precipitation. Mammal exclosures, supplemented with an insecticide treatment at one site, were used to assess flow regime – herbivore interactions. Multiple regression analyses on data collected over 7–11 years indicated that growth of continuously injury-free saplings was positively related to either peak discharge or the maximum 30-day discharge but was not related to interannual decline in the late-summer river stage (ΔWMIN) or precipitation. Growth was fastest where ΔWMIN was smallest and depth to the late-summer water table moderate (≤1.5 m). Survivorship increased with ΔWMIN where the water table was at shallow depths. Herbivory reduced long-term height growth and survivorship by up to 60% and 50%, respectively. The results support the concept that flow history and environmental context determine whether a particular flow will have a net positive or negative influence on growth and survivorship and suggest that the flow regime that best promotes sapling growth and survival along managed rivers features a short spring flood pulse and constant base flow, with no interannual variation in the hydrograph. Because environmental contexts vary, interannual variation may be necessary for best overall stand performance.

L'auteur a analysé la croissance annuelle en hauteur et la survie des gaules de Populus fremontii S. Watson sur trois plaines d'inondation au Colorado et en Utah afin d'évaluer leurs réponses à la variation interannuelle du régime d'écoulement et de la précipitation estivale. L'exclusion des mammifères, complétée par un traitement à l'insecticide sur un site, a été utilisée pour évaluer les interactions entre le régime d'écoulement et les herbivores. Des analyses de régression multiple avec des données couvrant une période de 7 à 11 ans montrent que la croissance des gaules exemptes de dommages est positivement reliée au débit de pointe ou à l'écoulement maximum de 30 jours mais n'est pas reliée à la diminution interannuelle du niveau de la rivière à la fin de l'été (ΔWmin) ou de la précipitation. La croissance était la plus rapide là où ΔWmin était le plus faible et la profondeur de la nappe d'eau à la fin de l'été était modérée (≤1,5 m). La survie augmentait en fonction de ΔWmin là où la nappe d'eau était peu profonde. L'herbivorisme a réduit la croissance en hauteur à long terme et la survie respectivement jusqu'à 60 et 50 %. Les résultats supportent l'idée que l'historique de l'écoulement et le contexte environnemental déterminent si un écoulement particulier aura une influence nette, positive ou négative, sur la croissance et la survie. Ils indiquent que le régime d'écoulement qui favorise le plus la croissance et la survie des gaules le long des rivières aménagées est caractérisé par une onde d'inondation printanière courte et un écoulement de base constant avec une variation interannuelle nulle de l'hydrogramme. Parce que les contextes environnementaux varient, la variation interannuelle peut être nécessaire pour une meilleure performance globale du peuplement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-12-01

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