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Postfire seed rain of black spruce, a semiserotinous conifer, in forests of interior Alaska

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Abstract:

The availability of viable seed can act as an important constraint on plant regeneration following disturbance. This study presents data on seed quantity and quality for black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.), a semiserotinous conifer that dominates large areas of North American boreal forest. We sampled seed rain and viability for 2 years after fire (2005–2007) in 39 sites across interior Alaska that burned in 2004. All sites were dominated by black spruce before they burned. Structural equation modeling was used to assess the relative importance of prefire spruce abundance, topography effects, canopy fire severity, and distance to unburned stands in explaining variations in black spruce seed rain. Prefire basal area of spruce that remained standing after fire was a significant predictor of total seed rain, but seed viability was more strongly related to site elevation, canopy fire severity, and distances to unburned stands. Although positive relations between tree basal area and the size of the aerial seed bank may place a first constraint on seed availability, accurate prediction of postfire viable seed rain for serotinous conifers also requires consideration of the effects of abiotic stress and canopy fire severity on seed viability.

La disponibilité de graines viables peut constituer une contrainte importante pour la régénération des végétaux après une perturbation. Cette étude présente des données sur la quantité et la qualité des graines d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.), un conifère à cônes semi-sérotineux qui domine de vastes zoes de la forêt boréale de l’Amérique du Nord. Nous avons échantillonné la pluie de graines et estimé la viabilité des graines pendant 2ans (2005–2007) dans 39 stations brûlées en 2004 à l’intérieur de l’Alaska. Toutes les stations étaient dominées par l’épinette noire avant d’être brûlées. Une modélisation par équation structurelle a été utilisée pour estimer l’importance relative de l’abondance de l’épinette avant le feu, des effets de la topographie, de la sévérité du feu dans la canopée et de la proximité de stations non brûlées sur la variation de la pluie de graines d’épinette noire. La surface terrière avant le feu des épinettes noires qui sont demeurées sur pied après le feu était une variable prédictive significative de la pluie de graines totale, mais la viabilité des graines était plus fortement reliée à l’altitude de la station, à la sévérité du feu dans la canopée et à la proximité des peuplements non brûlés. Quoique des relations positives entre la surface terrière des arbres et la taille de la banque aérienne de graines puissent constituer une première contrainte sur la disponibilité des graines, on doit aussi tenir compte des effets des stress abiotiques et de la sévérité du feu dans la canopée sur la viabilité des graines pour prédire avec exactitude la pluie de graines viables des conifères sérotineux après un feu.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2009

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nrc/cjfr/2009/00000039/00000008/art00016
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