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Temporal dynamics of large woody debris in small streams of the Alberta foothills, Canada

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Abstract:

Large woody debris (LWD) is a key link between riparian forests and streams; however, the temporal dynamics of in-stream wood remains poorly quantified. Using dendrochronology, we evaluated the dynamics of five Pinus-dominated and five Picea-dominated riparian forests in the foothills of Alberta and cross-dated the ring widths of 186 pieces of LWD. Time since death of LWD ranged from 2 to 143years, with maximums of 86 and 143years for Pinus and Picea, respectively. Recruitment of Pinus LWD was influenced by stand-replacing fires followed by self-thinning about 40years after stand establishment. In uneven-aged Picea-dominated forests, tree mortality and LWD recruitment were due to fine-scale disturbances. Time since death increased significantly with decay and position classes, which resulted in changes in LWD function through time. LWD persisted in the bridge position for about 30years. Bridged LWD was least decayed, was significantly longer, and had greater volume than LWD in other positions. LWD remained in partial bridge and loose positions about 15years and>80years when submerged in water and buried in sediment. Given the persistence of LWD, we conclude that management that alters wood abundance and recruitment has short- and long-term implications for the structure and function of small streams.

Les débris ligneux grossiers (DLG) constituent un lien essentiel entre les forêts riveraines et les cours d’eau. Cependant, la dynamique temporelle du bois dans les cours d’eau est encore peu quantifiée. À l’aide de la dendrochronologie, nous avons évalué la dynamique de cinq forêts riveraines dominées par le pin (Pinus spp.) et de cinq autres dominées par l’épinette (Picea spp.) dans les contreforts de l’Alberta et nous avons procédé à la datation croisée des cernes annuels de 186 DLG. Le temps écoulé depuis la mort des DLG varie de 2 à 143 ans; les valeurs maximales sont respectivement de 86 et 143 ans pour le pin et l’épinette. Le recrutement des DLG de pin est influencé par les feux qui entraînent le remplacement des peuplements suivis d’une éclaircie naturelle environ 40 ans après l’établissement du peuplement. Dans les forêts inéquiennes dominées par l’épinette, la mortalité des arbres et le recrutement des DLG sont dus à des perturbations à échelle fine. Le temps écoulé depuis la mort augmente significativement avec les classes de décomposition et de position, ce qui entraîne des changements dans la fonction des DLG avec le temps. Les DLG suspendus au-dessus du cours d’eau persistent pendant environ 30 ans. Les DLG suspendus sont les moins décomposés; ils sont significativement plus longs et ont un plus gros volume que les DLG dans les autres positions. Les DLG demeurent partiellement suspendus ou libres pendant environ 15 ans et pendant plus de 80 ans s’ils sont submergés ou enfouis dans les sédiments. Étant donné la persistance des DLG, nous concluons que les pratiques d’aménagement qui modifient l’abondance et le recrutement des débris ligneux ont des conséquences à court et long termes sur la structure et la fonction des petits cours d’eau.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2009

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