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Tree-ring evidence extends the historic northern range limit of severe defoliation by insects in the aspen stands of western Quebec, Canada

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Abstract:

A dendrochronological reconstruction of insect outbreaks was conducted along a latitudinal gradient from 46°N to 54°N in the boreal forest of western Quebec, Canada. Tree-ring chronologies of the host species, trembling aspen (Populus tremuloides Michx.), were constructed to identify periods of severe defoliation and comparisons were made with tree-ring chronologies of nonhost species. In addition, the frequency of white and narrow rings was used to further confirm the occurrence of insect outbreaks at these latitudes. Some major outbreaks occurred in relatively close synchrony at the regional scale, but the initiation year, intensity, and extent of the outbreaks varied spatially. For example, the 1950s outbreaks were observed from 1951 to 1952 at 46°N, from 1953 to 1954 at 47°N, and from 1954 to 1956 at 48°N. Other major outbreaks like the 1964 and 1980 outbreaks were fairly well synchronized at northern latitudes. The observed outbreaks in trembling aspen stands at 54°N also provided clear evidence that severe insect defoliation occurs much further north than the currently reported range limit, that is, between 49°N and 51°N, of the most important trembling aspen defoliator, the forest tent caterpillar (Malacosoma disstria Hubner). Our study demonstrated that careful identification of white rings in host species can provide valid information allowing the expansion of the forestry insect inventory database both at temporal and spatial scales.

Une reconstitution dendrochronologique des épidémies d’insecte a été réalisée le long d’un gradient allant de 46°N à 54°N dans la forêt boréale de l’ouest du Québec, au Canada. Les chronologies de l’espèce hôte, le peuplier faux-tremble, ont été construites de manière à identifier les périodes de défoliation sévère et des comparaisons ont été effectuées avec les chronologies d’espèces non hôtes. De plus, la fréquence des cernes pâles et étroits a été utilisée pour valider l’occurrence des épidémies d’insecte à ces latitudes. Quelques épidémies majeures sont survenues avec une synchronicité relativement étroite à l’échelle régionale mais l’année du début, l’intensité et l’étendue des épidémies variaient dans l’espace. Par exemple, les épidémies des années 1950 ont été observées de 1951 à 1952 à 46°N, de 1953 à 1954 à 47°N et de 1954 à 1956 à 48°N. D’autres épidémies importantes comme celles de 1964 et 1980 étaient assez bien synchronisées aux latitudes nordiques. Les épidémies observées dans les peuplements de peuplier faux-tremble à la latitude 54°N fournissent des preuves manifestes que des défoliations sévères causées par les insectes surviennent beaucoup plus au nord que la limite de l’aire de répartition couramment rapportée, soit entre 49°N et 51°N, dans le cas du plus important défoliateur du peuplier, la livrée des forêts. Notre étude montre que l’identification minutieuse des cernes pâles chez l’espèce hôte peut fournir une information valide qui permet d’élargir la base de données de l’inventaire des insectes forestiers tant à l’échelle temporelle que spatiale.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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