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Assessing the cumulative effects of postfire management on forest landscape dynamics in northeastern China

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Abstract:

We used the LANDIS model to study the long-term cumulative effects of postfire 10-year management (harvest and reforestation) on species abundance, age structure, and spatial pattern in the Tuqiang Forest Bureau on the northern slopes of the Great Hing'an Mountains after a catastrophic fire in 1987. Two simulation scenarios were constructed: the actual postfire management scenario and the natural regeneration scenario that assumed no postfire management activities occurred after the 1987 fire. Both scenarios were run with 10 replicated simulations per scenario over a 300-year period. Our results indicated that postfire management had a significant influence on species abundance, age structure, and spatial pattern. Postfire management effectively increased the abundance of coniferous trees (larch (Larix gmelinii) and Mongolian Scotch pine (Pinus sylvestris var. mongolica)), increased the abundance of white birch in the short-term simulation stage, and decreased the abundance of white birch (Betula platyphylla) in the long run. The aggregation level of white birch responded similarly to postfire management — increasing initially, and then decreasing over time. However, compared with the natural regeneration scenario, postfire management resulted in more fragmented larch and Mongolian Scotch pine, which could last for about 100–150 years because of timber harvesting in the first 10 years postfire. In addition, the age structure of larch forests under the postfire management scenario changed dramatically during the 300 simulation years: the abundance of mature and old-growth age classes of larch forests decreased dramatically in the first 10 years, but then increased and exceeded that under the natural regeneration scenario after about 100 simulation years. Therefore, although postfire management had a positive cumulative effect (less fragmented and more larch abundance) on forest recovery at the long-term successional stage, postfire management, especially timber harvesting within the first 10 years after the 1987 fire, posed negative effects (more fragmented and less mature forests) at short- and mid-term successional stages (about 100 years).

Nous avons utilisé le modèle LANDIS pour étudier les effets cumulatifs à long terme d'un aménagement après feu datant de 10 ans (récolte et reboisement) sur l'abondance, la structure d'âge et la répartition spatiale des espèces dans le Bureau forestier de Tuqiang sur les pentes nord des montagnes Grand Hing'an après un feu dévastateur survenu en 1987. Deux scénarios de simulation ont été élaborés : le scénario d'aménagement après feu actuel et le scénario de régénération naturelle selon lequel aucune activité d'aménagement n'aurait eu lieu après le feu de 1987. Les deux scénarios ont été simulés 10 fois chacun sur une période de plus de 300 ans. Nos résultats montrent que l'aménagement après feu a eu une influence significative sur l'abondance, la structure d'âge et la répartition spatiale des espèces. L'aménagement après feu a effectivement augmenté l'abondance des conifères (mélèze (Larix gmelinii) et pin sylvestre de Mongolie (Pinus sylvestris var. mongolica)), a augmenté l'abondance du bouleau blanc (Betula platyphylla) durant les premiers stades de la simulation et a diminuée l'abondance du bouleau blanc à long terme. Le degré d'agrégation du bouleau blanc a répondu de la même façon à l'aménagement après feu en augmentant initialement et en diminuant par la suite avec le temps. Cependant, comparativement au scénario de régénération naturelle, l'aménagement après feu a entraîné une plus grande fragmentation du mélèze et du pin sylvestre de Mongolie qui pourrait durer pendant environ 100–150 ans à cause de la récolte de bois pendant les premiers 10 ans après le feu. De plus, la structure d'âge des forêts de mélèze dans le scénario d'aménagement après feu a connu un changement draconien au cours des 300 ans couvertes par la simulation : l'abondance des classes d'âge mature et surannée dans les forêts de mélèze a fortement diminué durant les premiers 10 ans mais a par la suite augmenté et dépassé celle du scénario de régénération naturelle après environ 100 ans. Par conséquent, bien qu'un aménagement après feu ait eu un effet cumulatif positif (mélèze moins fragmenté et plus abondant) sur la récupération de la forêt à long terme, l'aménagement après feu, particulièrement la récolte de bois au cours des 10 années qui ont suivi le feu de 1987, a engendré des effets négatifs (forêts moins matures et plus fragmentées) aux stades initial et intermédiaire (environ 100 ans) de succession.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2006

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