Linear trend and climate response of five-needle pines in the western United States related to treeline proximity

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Abstract:

Five-needle pines provide some of the world’s longest chronologies of paleoclimate interest. We examined 66 five-needle pine growth chronologies from 1896 to their end years using linear trend, correlation, and cluster analyses. Chronologies were categorized based on the sites’ proximity to upper treeline. A significant positive trend in ring width over the post-1896 interval was most common in upper treeline chronologies, but positive linear trend was found in all elevational proximity classes and all species. Cluster analysis of climate response patterns identified four groups exhibiting strong associations with (i) positive response to previous autumn, winter, and spring precipitation, (ii) positive response to spring and (or) summer precipitation coupled with an inverse relationship with summer temperature, (iii) positive response to winter and (or) spring precipitation coupled with an inverse relationship with spring temperature, and (iv) positive associations with temperature in all seasons except spring and no appreciative precipitation response. Most chronologies positively associated with temperatures were from sites located near upper treeline and also contain significant positive linear trend. Our results suggest that some five-needle pine treeline chronologies may be reliable predictors of past temperatures, but careful site selection is required.

Les pins à cinq aiguilles fournissent certaines des plus longues chronologies dans le monde d’où leur intérêt pour le paléoclimat. Nous avons étudié 66 chronologies de croissance de pins à cinq aiguilles de 1896 à leurs dernières années à l’aide des analyses de tendance linéaire, de corrélation et de groupement. Les chronologies ont été classées sur la base de la proximité des stations de la limite supérieure des arbres. Une tendance positive significative dans la largeur des cernes pendant l’intervalle postérieur à 1896 était plus fréquente dans les chronologies provenant de la limite supérieure des arbres mais une tendance linéaire positive a été observée dans toutes les classes de proximité altitudinale et chez toutes les espèces. L’analyse de groupement des patrons de réponse au climat a identifié quatre groupes étroitement associés à (i)une réponse positive aux précipitations automnales, hivernales et printanières de l’année précédente, (ii) une réponse positive aux précipitations printanières et estivales couplée à une relation inverse avec la température estivale, (iii) une réponse positive aux précipitations hivernales et printanières couplée à une relation inverse avec la température printanière et (iv) des associations positives avec la température durant toutes les saisons à l’exception du printemps et aucune réponse satisfaisante aux précipitations. La plupart des chronologies positivement associées à la température provenaient de stations situées près de la limite supérieure des arbres et contenaient également une tendance linéaire positive significative. Nos résultats indiquent que certaines chronologies de pins à cinq aiguilles situés à la limite des arbres peuvent être des prédicteurs fiables des températures passées mais les stations doivent être choisies avec soin.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2010

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