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Western juniper and ponderosa pine ecotonal climate–growth relationships across landscape gradients in southern Oregon

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Abstract:

Forecasts of climate change for the Pacific northwestern United States predict warmer temperatures, increased winter precipitation, and drier summers. Prediction of forest growth responses to these climate fluctuations requires identification of climatic variables limiting tree growth, particularly at limits of tree species distributions. We addressed this problem at the pine–woodland ecotone using tree-ring data for western juniper (Juniperus occidentalis var. occidentalis Hook.) and ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex Loud.) from southern Oregon. Annual growth chronologies for 1950–2000 were developed for each species at 17 locations. Correlation and linear regression of climate–growth relationships revealed that radial growth in both species is highly dependent on October–June precipitation events that recharge growing season soil water. Mean annual radial growth for the nine driest years suggests that annual growth in both species is more sensitive to drought at lower elevations and sites with steeper slopes and sandy or rocky soils. Future increases in winter precipitation could increase productivity in both species at the pine–woodland ecotone. Growth responses, however, will also likely vary across landscape features, and our findings suggest that heightened sensitivity to future drought periods and increased temperatures in the two species will predominantly occur at lower elevation sites with poor water-holding capacities.

Les changements climatiques envisagés pour la région nord-ouest du Pacifique, aux États-Unis, prédisent des températures plus chaudes, une augmentation des précipitations en hiver et des étés plus secs. La prédiction de la réaction en croissance des forêts à ces fluctuations climatiques exige qu’on identifie les variables climatiques qui limitent la croissance des arbres, particulièrement à la limite de l’aire de répartition des espèces d’arbres. Nous abordons ce problème à la limite de la forêt claire de pin à l’aide de données dendrochronologiques pour le genévrier occidental (Juniperus occidentalis var. occidentalis Hook.) et le pin ponderosa (Pinus ponderosa Dougl. ex Loud.) dans le sud de l’Oregon. Des chronologies de la croissance annuelle de 1950 à 2000 ont été construites pour chaque espèce à 17 endroits. Les analyses de corrélation et de régression linéaire des relations entre le climat et la croissance ont montré que la croissance radiale chez les deux espèces est fortement dépendante des épisodes de précipitations d’octobre à juin parce qu’elles rechargent le sol en eau pour la saison de croissance. La croissance radiale annuelle moyenne pour les neuf années les plus sèches indique que la croissance annuelle des deux espèces est plus sensible à la sécheresse à basse altitude ainsi que dans les stations avec une pente plus abrupte et un sol sableux ou rocheux. L’augmentation future des précipitations hivernales pourrait accroître la productivité des deux espèces à la limite de la forêt claire de pin. Cependant, la réaction en croissance variera probablement en fonction des caractéristiques du paysage et nos résultats indiquent qu’une augmentation de la sensibilité aux futures périodes de sécheresse et aux températures plus élevées chez les deux espèces se fera surtout sentir à basse altitude dans les stations dont le sol a une faible capacité de rétention en eau.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2008

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