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Boreal forest provenance tests used to predict optimal growth and response to climate change: 2. Black spruce

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Height, diameter, and survival data were obtained from 20 range-wide black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) provenance trials established from 1973 to 1977. Population response functions based on February minimum temperatures were developed for 23 Ontario and Great Lakes states provenances to predict climate values maximizing height growth for individual seed sources. Site transfer functions based on February maximum temperatures and May maximum temperatures were developed for five test sites to predict climate values maximizing height growth for test locations. Contour lines representing optimal performance were fitted to current (1961–1990) and future (2041–2070) climate grids. For black spruce seed sources from the east of Lake Superior and Lake Huron, optimal height growth was achieved between 45° and 47°N; for the western sources optimal performance moved north between 46° and 48°N. In eastern Ontario, height growth of northern sources may increase with transfer to warmer environments and with future temperature increases. Central sources are currently growing at or close to optimum and will be negatively affected by increased future temperatures. Southern sources may currently benefit from transfer to cooler environments, and the effects of global warming may cause significant height growth loss and the potential extirpation of local populations.

Des données de hauteur, de diamètre et de survie ont été obtenues pour 20 tests de provenances d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) établis entre 1973 et 1977 à travers l’aire naturelle de répartition de cette essence. Des fonctions de réponse de la population basées sur la température minimum en février ont été développées pour 23 provenances de l’Ontario et des Grands Lacs afin de prédire les valeurs du climat qui maximisent la croissance en hauteur de provenances individuelles. Des fonctions de transfert de site basées sur la température maximum en février et la température maximum en mai ont été développées pour cinq sites d’essai afin de prédire les valeurs du climat qui maximisent la croissance en hauteur dans les sites d’essai. Des lignes de contour correspondant à la performance optimale ont été ajustées aux grilles climatiques actuelles (1961–1990) et futures (2041–2070). Dans le cas des provenances d’épinette noire de l’est des lacs Supérieur et Huron, la croissance optimale en hauteur survenait entre le 45 et 47° N; dans le cas des provenances de l’ouest, la performance optimale survenait plus au nord entre le 46 et 48° N. Dans l’est de l’Ontario, la croissance en hauteur des provenances nordiques pourrait augmenter en effectuant un transfert vers des milieux plus chauds ou à cause de l’augmentation future de la température. Les provenances centrales croissent présentement de façon optimale ou presque et seront affectées négativement par l’augmentation future de la température. Les provenances méridionales pourraient dès maintenant bénéficier d’un transfert vers des milieux plus froids et les effets du réchauffement global pourraient engendrer une perte significative de croissance en hauteur et la disparition potentielle des populations locales.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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