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Canopy characteristics and growth rates of ponderosa pine and Douglas-fir at long-established forest edges

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Abstract:

Trees respond to edge-to-interior microclimate differences in fragmented forests. To better understand tree physiological responses to fragmentation, we measured ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex P. & C. Laws) and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) leaf area, crown ratios, sapwood area, basal area (BA) growth rates, and BA growth efficiency at 23 long-established (>50year) forest edges in northern Idaho. Trees located at forest edges had more leaf area, deeper crowns, higher BA growth rates, and more sapwood area at breast height than interior trees. Ponderosa pine had significantly higher BA growth efficiency at forest edges than interiors, but Douglas-fir BA growth efficiency did not differ, which may relate to differences in photosynthetic capacity and drought and shade tolerance. Edge orientation affected BA growth efficiency, with higher values at northeast-facing edges for both species. Edge effects were significant even after accounting for variation in stand density, which did not differ between the forest edge and interior. Although edge trees had significantly greater canopy depth on their edge-facing than forest-facing side, sapwood area was evenly distributed. We found no evidence that growing conditions at the forest edge were currently subjecting trees to stress, but higher leaf area and deeper crowns could result in lower tolerance to future drought conditions.

Les arbres réagissent aux différences de microclimat qui existent entre la bordure et l’intérieur des forêts fragmentées. Pour mieux comprendre les réactions physiologiques des arbres à la fragmentation, nous avons mesuré la surface foliaire, le rapport de cime, la surface d’aubier, le taux de croissance en surface terrière (ST) et l’efficacité de croissance en ST du pin ponderosa (Pinus ponderosa Dougl. ex P. & C. Laws) et du douglas vert (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) dans 23 bordures forestières établies depuis longtemps (plus de 50 ans) au nord de l’Idaho, aux États-Unis. Les arbres situés le long d’une bordure forestière avaient une plus grande surface foliaire, une cime plus longue, un plus fort taux de croissance en ST et plus de superficie d’aubier à hauteur de poitrine que les arbres situés à l’intérieur de la forêt. L’efficacité de croissance en ST des pins ponderosa situés le long d’une bordure forestière était significativement plus grande que celle des pins situés à l’intérieur de la forêt, mais pas dans le cas du douglas vert, ce qui peut être associé à des différences de capacité photosynthétique et de tolérance à la sécheresse et à l’ombre. L’orientation de la bordure affectait l’efficacité de croissance en ST des deux espèces; elle était plus élevée dans les bordures faisant face au nord-est. Les effets de bordure étaient significatifs même en tenant compte de la variation de la densité des peuplements qui, toutefois, n’était pas différente entre la bordure et l’intérieur de la forêt. Même si la cime des arbres du côté faisant face à la bordure était significativement plus longue que celle du côté faisant face à la forêt, la superficie d’aubier était uniformément distribuée. Nous n’avons trouvé aucun indice indiquant que les conditions de croissance en bordure de la forêt soumettaient les arbres à des stress immédiats, mais une plus grande surface foliaire et une cime plus longue pourraient diminuer la tolérance des arbres à d’éventuelles conditions de sécheresse.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2007

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nrc/cjfr/2007/00000037/00000011/art00004
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