Spatiotemporal variability in tree and stand mortality caused by spruce budworm outbreaks in eastern Quebec

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Abstract:

We evaluated spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) outbreak effects in nine study areas (60–86ha each) located in the boreal forest of eastern Quebec (Canada). In each area, spruce budworm outbreak effects were measured from vegetation plots, dominant canopy and understory tree age structures, retrospective analysis of aerial photographs, defoliation records, and host tree growth reductions (dendrochronology). Large-scale synchronous outbreaks were detected across the region around the years 1880, 1915, 1950, and 1980. Overall, contrarily to what was expected for a region where host species (balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.), Picea spp.) content is relatively high, these spruce budworm outbreaks seemed to have a relatively minor influence on stand dynamics, with the exception of the most recent outbreak (1980). This outbreak resulted in major stand mortality in the southern part of the region and favored the establishment of extensive tracts of young even-aged stands with few residual mature trees. This very abrupt increase in outbreak severity compared with earlier outbreaks, perhaps due to climatic or random factors, suggests that historical trends in successive outbreak severity should be extrapolated very cautiously and that the study of several outbreak cycles is needed to establish a range of natural variability that can be used to develop an ecosystem forest management strategy.

Nous avons évalué les effets des épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)) dans neuf aires d’étude (de 60–86ha chaque) situées dans la forêt boréale de l’est du Québec, au Canada. Dans chaque aire d’étude, les effets des épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette ont été mesurés à partir de placettes de végétation, de la structure d’âge des arbres de la canopée dominante et du sous-bois, d’une analyse rétrospective de photographies aériennes, de relevés de défoliation et des réductions de croissance des arbres hôtes (dendrochronologie). Des épidémies synchrones ont été détectées sur l’ensemble de la région autour des années 1880, 1915, 1950 et 1980. Contrairement à ce qui était anticipé dans une région où les espèces hôtes (sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.), Picea spp.) sont relativement abondantes, ces épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette semblent avoir eu un impact relativement limité sur la dynamique des peuplements, à l’exception de l’épidémie la plus récente (1980). Cette épidémie a causé une forte mortalité dans les peuplements situés dans la partie sud de la région et a favorisé l’établissement, sur de vastes étendues, de jeunes peuplements équiennes contenant peu d’arbres matures résiduels. La hausse très abrupte de l’intensité de cette épidémie comparativement aux épidémies précédentes est probablement attribuable à des facteurs climatiques ou aléatoires et indique que les tendances historiques de l’intensité des épidémies successives devraient être extrapolées avec beaucoup de prudence. Ce résultat indique aussi qu’il faut étudier plusieurs cycles épidémiques pour définir les limites de la variabilité naturelle qui peuvent être utilisées pour mettre au point une stratégie d’aménagement forestier écosystémique.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2010

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