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Spatial patterns of soil microclimate, light, regeneration, and growth within silvicultural gaps of mixed tolerant hardwood – white pine stands

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Abstract:

Large gaps (equivalent to twice the height of the trees, 1590 m2) originating from group selection cutting in mixed tolerant hardwood – eastern white pine (Pinus strobus L.) stands of Quebec were used for geostatistical analysis of the seasonal mean of daily percent photosynthetic photon flux density (%PPFD), soil temperature and moisture, regeneration density of white pine, yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.), and paper birch (Betula papyrifera Marsh.)), and growth of white pine. %PPFD, which measures the quantity of light above the shrub layer, varied according to the north–south axis, the maximum being located in the northern portion of gaps. Surficial soil (5 cm) temperature and moisture varied according to both north–south and east–west axes. The southwest sector offered favourable conditions for white pine, yellow birch, and paper birch establishment, with maximum soil moisture and minimum soil temperature encountered in this position. There was no evidence of gap partitioning at the early establishment stage, although asymmetry in the microclimate was observed. However, results indicate that spatial patterns could change in the future and a partition resulting from differential survival among species could occur. Finally, results outline a possible discordance between optimal regeneration and growth niches for white pine, since planted seedlings (>1 m) had the best growth in the central and northern section of gaps.

Des grandes trouées (diamètre d'environ deux fois la hauteur des arbres, 1590 m2) issues d'une coupe de jardinage avec trouées dans les peuplements de feuillus tolérants et de pin blanc (Pinus strobus L.) du Québec ont été utilisées pour les analyses géostatistiques de la moyenne saisonnière du pourcentage de la densité du flux de photons photosynthétiques journalier (%PPFD), de la température et de l'humidité du sol, de la densité de régénération de pin blanc, du bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) et du bouleau à papier (Betula papyrifera Marsh.)), et de la croissance du pin blanc. Le %PPFD, qui mesure la quantité de lumière au-dessus de la compétition, variait selon l'axe nord-sud, le maximum étant situé dans la portion nord des trouées. La température et l'humidité de la surface du sol (5 cm) variaient selon les deux axes nord-sud et est-ouest. Le secteur sud-ouest offrait des conditions favorables à l'établissement du pin blanc, du bouleau jaune et du bouleau à papier, avec une humidité du sol maximale et une température du sol minimale dans cette position. Il n'y avait pas de signe de partition des trouées au stade d'établissement initial, bien qu'une asymétrie dans le microclimat ait été observée. Cependant, les résultats indiquent que les patrons spatiaux pourraient changer dans le futur et qu'une partition résultant d'une survie différente parmi les espèces pourrait se produire. Enfin, les résultats montrent un désaccord possible entre les niches optimales de régénération et de croissance du pin blanc, car la croissance des semis plantés (>1 m) était meilleure au centre et au nord des trouées.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2006

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nrc/cjfr/2006/00000036/00000003/art00011
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