Trees dying standing in the northeastern boreal old-growth forests of Quebec: spatial patterns, rates, and temporal variation

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Abstract:

Spatial patterns, rates, and temporal variation of standing-tree mortality were studied in unmanaged boreal old-growth forests of northeastern Quebec. The study was carried out by sampling living and dead trees within 15 transects (400 m long, 40 m wide). The transects lay in stands that were classified according to their species composition in three types: dominated by black spruce, Picea mariana (Mill.) BSP; mixed P. mariana and balsam fir, Abies balsamea (L.) Mill.; and dominated by A. balsamea. Spatial patterns were analysed using Ripley's K function. The year of death was cross-dated using 190 sample discs extracted from dead standing A. balsamea and P. mariana to assess the rates and temporal variation of mortality. The spatial patterns of standing dead trees in P. mariana stands were predominantly clustered. The spatial patterns of large dead trees (>19 cm diameter at breast height (1.3 m height; DBH)) in mixed and A. balsamea-dominated stands were mainly random, with few stands showing clustered patterns. Small dead trees (9–19 cm DBH) in these stands were generally more clustered than larger trees. Tree mortality varied from year to year, though some mortality was observed in all the studied stand types for almost every year. Standing trees that had recently died accounted for 62%, 48%, and 51% of overall mortality in P. mariana-dominated, mixed, and A. balsamea-dominated stands, respectively. The results of this study indicate that mortality of standing trees outside of episodic mortality events (such as insect outbreaks) is an important process in the creation of structural complexity and habitat diversity in these stands.

La distribution spatiale, le taux et la variation temporelle de la mortalité des arbres sur pied ont été étudiés dans des forêts boréales anciennes et non aménagées du nord-est du Québec. L'étude a été réalisée en échantillonnant les arbres vivants et morts le long de 15 transects (400 m de longueur et 40 m de largeur). Les transects ont été établis dans des peuplements regroupés en trois types selon leur composition en espèces : peuplements dominés par Picea mariana (Mill.) BSP, peuplements mixtes de P. mariana et d'Abies balsamea (L.) Mill. et peuplements dominés par A. balsamea. La distribution spatiale a été analysée à l'aide de la fonction K de Ripley. L'année de la mort des arbres a été déterminée par recoupement à partir d'un échantillon de 190 disques de bois prélevés sur des arbres morts sur pied de A. balsamea et de P. mariana de façon à estimer le taux et la variation temporelle de la mortalité. Les arbres morts sur pied dans les peuplements de P. mariana étaient, dans la plupart des cas, regroupés. Les gros arbres morts (diamètre >19 cm à hauteur de poitrine (1,3 m; DHP)) dans les peuplements mixtes et les peuplements dominés par A. balsamea étaient distribués de façon aléatoire dans la plupart des cas et regroupés dans quelques peuplements. Dans ces peuplements, les petits arbres morts (DHP de 9 à 19 cm) étaient généralement plus regroupés que les gros arbres. La mortalité des arbres a varié d'une année à l'autre. Toutefois, des arbres morts ont été observés presque à chaque année dans tous les types de peuplement étudiés. Les arbres sur pied morts récemment correspondaient respectivement à 62, 48 et 51 % de la mortalité totale dans les peuplements de P. mariana, les peuplements mixtes et les peuplements d'A. balsamea. Nos résultats indiquent qu'à l'exception des événements épisodiques de mortalité, tels que les épidémies d'insectes, la mortalité des arbres sur pied est un processus important pour assurer la complexité structurale et la diversité des habitats dans ces peuplements.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2006

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