Vegetation dynamics in declining eastern hemlock stands: 9 years of forest response to hemlock woolly adelgid infestation

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Abstract:

Hemlock woolly adelgid (HWA; Adelges tsugae Annand) infestations have resulted in the continuing decline of eastern hemlock (Tsuga canadensis (L.) Carrière) throughout much of the eastern United States. In 1994 and 2003, we quantified the vegetation composition and structure of two hemlock ravines in the Delaware Water Gap National Recreation Area. This is the first study to use pre-adelgid disturbance data, annual monitoring of infestation severity, and annual records of hemlock health to assess forest response to HWA infestation. In 2003, 25% of monitored hemlock trees were either dead or in severe decline. Measures of hemlock decline (crown vigor, transparency, density, and dieback) were correlated with HWA infestation severity and changes in light availability over the study period. Average percent total transmitted radiation more than doubled at these sites from 5.0% in 1994 to 11.7% in 2003. The total percent cover of vascular plants increased from 3.1% in 1994 to 11.3% in 2003. Species richness increased significantly, and more species were gained (53) than lost (19) from both ravine floras over the 9-year study period. Though exotic invasive plants were absent from these ravines in 1994, our 2003 resurvey found invasive plants in 35% of the permanent vegetation plots.

Les infestations du puceron lanigère de la pruche (Adelges tsugae Annand) sont responsables du dépérissement graduel de la pruche du Canada (Tsuga canadensis (L.) Carrière) qui continue à sévir presque partout dans l'est des États-Unis. En 1994 et 2003, nous avons quantifié la structure et la composition de la végétation de deux ravins de la Delaware Water Gap National Recreation Area dominés par la pruche. Il s'agit de la première étude à utiliser des données antérieures à la perturbation par le puceron lanigère, l'évaluation annuelle de la sévérité de l'infestation et des données annuelles sur l'état de santé de la pruche pour évaluer la réaction de la forêt à l'infestation. En 2003, 25 % des tiges de pruche inventoriées étaient soit mortes, soit sévèrement dépéries. Les mesures de dépérissement de la pruche (mort-en-cime, vigueur, transparence et densité de la cime) étaient corrélées avec la sévérité de l'infestation par le puceron lanigère de la pruche et les changements dans la disponibilité de la lumière au cours de la période d'étude. Le pourcentage moyen de radiation totale transmise a plus que doublé dans ces stations, passant de 5,0 % en 1994 à 11,7 % en 2003. Le pourcentage total de couvert de plantes vasculaires a augmenté de 3,1 % en 1994 à 11,3 % en 2003. La richesse en espèces a augmenté significativement et le gain d'espèces (53) a été plus grand que la perte (19) dans la flore des deux ravins pendant la période d'étude de neuf ans. Bien que les plantes exotiques invasives aient été absentes de ces ravins en 1994, notre inventaire de 2003 a relevé la présence de plantes invasives dans 35 % des placettes permanentes de végétation.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2006

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