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Relationships between stand growth and structural diversity in spruce-dominated forests in New Brunswick, Canada

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Abstract:

Relationships between stand growth and structural diversity were examined in spruce-dominated forests in New Brunswick, Canada. Net growth, survivor growth, mortality, and recruitment represented stand growth, and tree species, size, and height diversity indices were used to describe structural diversity. Mixed-effects second-order polynomial regressions were employed for statistical analysis. Results showed stand structural diversity had a significant positive effect on net growth and survivor growth by volume but not on mortality and recruitment. Among the tested diversity indices, the integrated diversity of tree species and height contributed most to stand net growth and survivor growth. Structural diversity showed increasing trends throughout the developmental stages from young, immature, mature, and overmature forest stands. This relationship between stand growth and structural diversity may be due to stands featuring high structural diversity that enhances niche complementarities of resource use because trees exist within different horizontal and vertical layers, and strong competition resulted from size differences among trees. It is recommended to include effects of species and structural diversity in forest growth modeling initiatives. Moreover, uneven-aged stand management in conjunction with selective or partial cutting to maintain high structural diversity is also recommended to maintain biodiversity and rapid growth in spruce-dominated forests.

La relation entre la croissance des peuplements et leur diversité structurale a été étudiée dans des forêts dominées par l’épinette au Nouveau-Brunswick, Canada. La croissance nette, la croissance des survivants, la mortalité et le recrutement ont été utilisés comme variables représentant la croissance des peuplements alors que l’espèce, la taille et des indices de diversité de hauteur des arbres ont été utilisés pour décrire la diversité structurale. Les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide de régressions polynomiales du deuxième degré avec des effets mixtes. Les résultats montrent que la diversité structurale des peuplements a un effet positivement significatif sur la croissance nette et la croissance des survivants en volume, mais pas sur la mortalité ni le recrutement. Parmi les indices de diversité testés, celui qui intègre l’espèce d’arbre et la hauteur contribue le plus à expliquer la variation de la croissance nette du peuplement et la croissance des survivants. La diversité structurale a tendance à augmenter en fonction du stade de développement du peuplement, de jeune, immature, mature à suranné. Cette relation entre la croissance des peuplements et la diversité structurale pourrait être due à une meilleure complémentarité des niches d’utilisation des ressources dans les peuplements montrant une grande diversité structurale puisque les arbres sont présents dans différentes strates horizontales et verticales, ainsi qu’à la forte compétition entre les arbres de différentes tailles. Il est recommandé d’inclure les effets de la diversité en espèces et de la diversité structurale dans les efforts de modélisation de la croissance forestière. De plus, l’aménagement des peuplements inéquiennes conjointement avec des coupes partielles ou de jardinage dans le but de maintenir une forte diversité structurale est aussi recommandé pour maintenir la biodiversité et la croissance rapide des forêts dominées par l’épinette.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-10-01

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