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Stand-level prediction of balsam fir mortality in relation to spruce budworm defoliation

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Abstract:

Stand production and sustained yield calculations are largely affected by tree mortality, which can be caused by many factors such as competition, insect damage, or climatic events. In the eastern Canadian boreal forest, spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) defoliation can produce varying levels of mortality in balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) stands. This mortality was estimated for the entire range of balsam fir in Quebec, Canada, using historical records of insect defoliation and permanent sample plot (PSP) inventories for the 1970–2003 period, which includes the last insect outbreak. A two-step approach was used to model balsam fir mortality at the stand level. The first step predicts the probability that all balsam fir trees within a PSP will survive during a given time interval. The second step quantifies the amount of mortality for PSP observation periods during which mortality actually occurred. The whole model shows that spruce budworm defoliation may account for between 6% and 100% of the merchantable volume lost due to mortality, depending on outbreak severity. A model evaluation made with an independent data set indicates that the model is unbiased, although the prediction error is relatively large at the stand level but decreases with increasing prediction horizon.

La production des peuplements et les calculs de possibilité forestière sont affectés par la mortalité des arbres qui peut être causée par plusieurs facteurs comme la compétition, les dommages par les insectes ou des événements climatiques. Dans la forêt boréale de l'est du Canada, les défoliations causées par la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)) peuvent produire différents niveaux de mortalité dans les peuplements dominés par le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.). Cette mortalité a été estimée pour l'ensemble de l'aire de distribution du sapin baumier au Québec, Canada, en utilisant des relevés historiques de défoliation et les inventaires de placettes-échantillons permanentes au cours de la période 1970–2003, ce qui inclut la dernière épidémie de la tordeuse des bourgeons de l'épinette. Une approche en deux étapes a été utilisée pour modéliser la mortalité du sapin baumier à l'échelle du peuplement. La première étape sert à prévoir la probabilité que l'ensemble des sapins baumiers d'une placette-échantillon permanente survivent pendant un intervalle de temps donné. La deuxième étape quantifie la mortalité au cours des périodes d'observation pendant lesquelles une mortalité d'arbre est réellement survenue. Le modèle global montre que les défoliations causées par la tordeuse peuvent expliquer de 6 à 100 % du volume marchand perdu par mortalité selon la sévérité de l'épidémie. Une évaluation du modèle faite à l'aide d'un fichier indépendant de données indique que le modèle n'est pas biaisé. Cependant, l'erreur de prévision est relativement grande à l'échelle du peuplement, mais elle diminue avec l'augmentation de l'horizon de prévision.

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-07-01

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