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Allometry and size structure of trees in two ancient snow forests in coastal British Columbia

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Abstract:

Shade-tolerant trees that start in the understory but ultimately reach the canopy persist through different microhabitat conditions during their ontogeny. We evaluate how the height to diameter ratio and the crown ratio (crown length/tree height) change during development and differ among four coniferous species (Abies amabilis (Dougl. ex Loud.) Dougl. ex J. Forbes, Chamaecyparis nootkatensis (D. Don) Spach, Tsuga mertensiana (Bong.) Carrière, and Tsuga heterophylla (Ref.) Sarg.) in ancient forests. At two sites, we measured diameter, height, and height to the base of live crown for trees≥4.0 cm diameter at breast height in four 0.25ha plots. For each species, we constructed models of height based on diameter and crown length using part of the data for model development and part as the test data set. Models predicting tree height were effective for all species, and adding crown length considerably improved the prediction over diameter alone. The height to diameter ratio increased until the subcanopy and then decreased for two shade-tolerant species (A. amabilis and T. heterophylla) but decreased linearly throughout ontogeny for C. nootkatensis. Crown ratio increased as trees became larger except for C. nootkatensis, where the reverse occurred. Differences in allometric relationship among species reflect patterns of crown development and also suggest different approaches to a common structural constraint in these forests: heavy snow loads.

Les arbres tolérants à l’ombre qui poussent dans le sous-bois avant d’atteindre finalement le couvert, persistent dans différentes conditions de microsite pendant leur ontogénie. Nous évaluons comment le rapport hauteur/diamètre et le rapport de cime (longueur de la cime/hauteur de l’arbre) changent pendant leur développement et diffèrent parmi quatre espèces de conifères (Abies amabilis (Dougl. ex Loud.) Dougl. ex J. Forbes, Chamaecyparis nootkatensis (D. Don) Spach, Tsuga mertensiana (Bong.) Carrière, and Tsuga heterophylla (Ref.) Sarg.) dans les forêts anciennes. Dans deux stations, nous avons mesuré le diamètre, la hauteur et la hauteur à la base de la cime vivante pour les arbres dont le diamètre à la hauteur de poitrine était ≥4,0 cm dans quatre placettes de 0,25 ha. Pour chaque essence, nous avons construit des modèles de hauteur basés sur le diamètre à la hauteur de poitrine et la longueur de la cime, en utilisant une partie des données pour la calibration et l’autre partie pour la validation. Les modèles de prédiction de la hauteur des arbres étaient efficaces pour toutes les essences et l’ajout de la longueur de la cime a considérablement amélioré la prédiction par rapport à l’utilisation seule du diamètre à la hauteur de poitrine. Pour les deux espèces tolérantes à l’ombre (A. amabilis et T. heterophylla), le rapport hauteur/diamètre a augmenté jusqu'à l’étage des codominants pour ensuite diminuer. Mais, pour le C. nootkatensis, ce rapport a diminué linéairement durant toute l’ontogénie. Le rapport de cime a augmenté à mesure que les arbres sont devenus plus gros, sauf dans le cas du C. nootkatensis où le contraire s’est produit. Les différences dans les relations allométriques entre les espèces reflètent les différents patrons de développement de la cime et suggèrent également différentes approches face à une contrainte structurale commune dans ces forêts, soit d’importantes charges de neige.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2008

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