Natural canopy gap disturbances and their role in maintaining mixed-species forests of central Quebec, Canada

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Abstract:

Until recently, natural dynamics of mixedwood stands have been largely ignored, resulting in the transformation of many North American mixedwoods into conifer- or hardwood-dominated stand types. The goal of this study was to examine canopy gap dynamics in balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) – yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.) mixedwoods to better understand possible mechanisms for species coexistence. Gap proportion in 12 study stands varied between 9% and 30% of the total stand area, while gap size varied from 20 to 2100m2. Balsam fir mortality was the primary cause of gap formation. Balsam fir and mountain maple (Acer spicatum Lamb.) dominated the tree and shrub regeneration layers, respectively. Shrub competition slows the natural filling of gaps by tree species. Our results indicate that yellow birch is most abundant in gaps over 800m2 and balsam fir in those under 200m2. Transition models showed that the greater longevity of yellow birch than balsam fir ensured its maintenance as a dominant. Dominant species coexistence thus results from divergent use of available resources through time and space. Forest management should maintain variability in harvest timing and size because the use of one gap size or a single rotation age will lead to an imbalance in species proportion relative to natural stands.

Jusqu’à récemment, la dynamique naturelle des peuplements mixtes a été largement ignorée, ce qui a mené à la transformation de plusieurs peuplements mixtes d’Amérique du Nord en peuplements dominés par des conifères ou des feuillus. Le but de cette étude était d’examiner la dynamique des trouées dans le couvert de peuplements mixtes composés de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) et de bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) pour améliorer la compréhension des mécanismes potentiels de coexistence entre les espèces. La proportion des trouées dans les 12 peuplements étudiés se situait entre 9% et 30% de la superficie totale des peuplements alors que les trouées couvraient de 20 à 2100 m2. La mortalité du sapin baumier était la cause principale de la formation des trouées. Le sapin baumier et l’érable à épis (Acer spicatum Lamb.) dominaient les strates de régénération formées respectivement par des arbres et des arbustes. La compétition exercée par les arbustes ralentit le repeuplement naturel des trouées par des espèces arborescentes. Nos résultats indiquent que le bouleau jaune est l’espèce la plus abondante dans les trouées de plus de 800 m2 alors que le sapin baumier domine les trouées de moins de 200 m2. Des modèles de transition ont indiqué que la longévité supérieure du bouleau jaune par rapport à celle du sapin baumier assure son maintien dans la strate dominante. La coexistence des espèces dominantes est donc le résultat de l’utilisation différente des ressources disponibles en fonction du temps et de l’espace. L’aménagement forestier devrait maintenir la variabilité de l’âge et de la taille de la récolte parce l’utilisation d’une seule taille de trouée ou d’un seul âge de récolte mènera à un déséquilibre dans la proportion des espèces par rapport à ce qui est observé dans les peuplements naturels.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2007

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