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Production ecology of Thuja occidentalis

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Abstract:

Equations to predict branch and tree leaf area, foliar mass, and stemwood volume were developed from 25 destructively sampled northern white-cedar (Thuja occidentalis L.) trees, a species whose production ecology has not been studied. Resulting models were applied to a large sample of 296 cored trees from 60 sites stratified across a soil gradient throughout northern Maine. Nonlinear regression analysis was used to assess alternative forms of the relationship between volume increment (VINC) and projected leaf area (PLA); analysis of covariance was used compare stemwood growth efficiency (GE) among soil-site classes, light exposure classes, and the presence of decay. Stem volume was estimated with Honer’s equation (T.G. Honer. 1967. Forest Management Research and Services Institute) with refitted parameters. PLA was best predicted with Maguire and Bennett’s nonlinear model (D.A. Maguire and W.S. Bennett. 1996. Can. J. For. Res. 26: 1991–2005) using sapwood area or crown length and the ratio of tree height to diameter at breast height. A sigmoid model form captured the relationship between VINC and PLA more precisely and with less bias than the simple power function; this implies that the relationship between GE and PLA reaches a peak rather than decreases monotonically. At PLAs>50m2, GE gradually declined with increasing crown size and was significantly influenced by site and light exposure. With PLA, site, and light held constant, decayed trees had a significantly lower (by 11%) GE than sound stems, a finding not previously reported for other tree species.

Des équations de prédiction de la surface foliaire des branches et de l’arbre, de la biomasse foliaire et du volume de la tige ont été mises au point à partir d’un échantillonnage destructif de 25 thuyas occidentaux (Thuja occidentalis L.), une espèce dont les caractéristiques écologiques de production n’ont pas été étudiées. Les modèles ainsi élaborés ont été appliqués sur un vaste échantillon formé de 296 arbres carottés dans 60 stations réparties selon un gradient édaphique dans le nord du Maine, aux États-Unis. Une analyse de régression non linéaire a été utilisée pour évaluer les différentes formes de relation entre l’accroissement en volume (AV) et la surface foliaire projetée (SFP). Une analyse de covariance a été utilisée pour comparer l’efficacité de la croissance (EC) de la tige entre les classes de station, entre les classes d’exposition à la lumière et en présence de carie. Le volume de la tige a été estimé à l’aide des équations de Honer (T.G. Honer. 1967. Forest Management Research and Services Institute) dont les paramètres ont été recalculés. Les meilleures prédictions de la SFP ont été obtenues avec le modèle non linéaire de Maguire et Bennett (D.A. Maguire et W.S. Bennett. 1996. Res. can. rech. for. 26: 1991–2005) en utilisant la surface d’aubier ou la longueur de la cime et le rapport entre la hauteur de l’arbre et son dhp. Une meilleure précision et un plus petit biais ont été obtenus lorsque la relation entre l’AV et la SFP était calculée par une forme de modèle sigmoïde plutôt que par la fonction simple de puissance. Cela implique que la relation entre l’EC et la SFP est caractérisée par l’atteinte d’une valeur maximale suivie d’une diminution non monotone. Pour des valeurs de SFP supérieures à 50m2, l’EC diminue graduellement avec l’augmentation de la taille de la cime et est significativement influencée par la station et l’exposition à la lumière. Pour des valeurs constantes de SFP, de station et de lumière, les arbres cariés avaient une EC significativement plus faible (de 11 %) que celle des arbres sains, un résultat qui n’avait encore jamais été publié pour d’autres espèces d’arbre.

Document Type: Research Article

Publication date: 2010-06-01

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