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Vulnerability of white spruce tree growth in interior Alaska in response to climate variability: dendrochronological, demographic, and experimental perspectives

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Abstract:

This paper integrates dendrochronological, demographic, and experimental perspectives to improve understanding of the response of white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) tree growth to climatic variability in interior Alaska. The dendrochronological analyses indicate that climate warming has led to widespread declines in white spruce growth throughout interior Alaska that have become more prevalent during the 20th century. Similarly, demographic studies show that white spruce tree growth is substantially limited by soil moisture availability in both mid- and late-successional stands. Interannual variability in tree growth among stands within a landscape exhibits greater synchrony than does growth of trees that occupy different landscapes, which agrees with dendrochronological findings that the responses depend on landscape position and prevailing climate. In contrast, the results from 18years of a summer moisture limitation experiment showed that growth in midsuccessional upland stands was unaffected by moisture limitation and that moisture limitation decreased white spruce growth in floodplain stands where it was expected that growth would be less vulnerable because of tree access to river water. Taken together, the evidence from the different perspectives analyzed in this study clearly indicates that white spruce tree growth in interior Alaska is vulnerable to the effects of warming on plant water balance.

Cette étude intègre des perspectives dendrochronologique, démographique et expérimentale pour améliorer la compréhension des réactions de croissance de l’épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) aux variations climatiques dans la partie intérieure de l’Alaska. Les analyses dendrochronologiques indiquent que le réchauffement climatique a entraîné le déclin de la croissance de l’épinette blanche partout dans la partie intérieure de l’Alaska, ce qui s’est accentué au cours du 20e siècle. De même, les études démographiques montrent que la croissance de l’épinette blanche est substantiellement limitée par la disponibilité en eau du sol dans les peuplements de milieu et de fin de succession. La variation interannuelle de la croissance des arbres entre les peuplements d’un même territoire montre un synchronisme plus fort que celui de la croissance des arbres qui occupent des territoires différents, ce qui correspond aux résultats dendrochronologiques selon lesquels la réaction dépend de la position sur le territoire et du climat prédominant. À l’inverse, après 18 ans, les résultats d’une expérience visant à limiter la disponibilité estivale en eau montrent que la croissance de peuplements en milieu de succession et situés sur des hautes terres n’était pas influencée par la disponibilité en eau. Toutefois, la réduction de la disponibilité en eau diminuait la croissance de l’épinette blanche dans des peuplements situés sur des plaines inondables où nous anticipions une moins grande vulnérabilité parce que les arbres ont accès à l’eau des rivières. Globalement, les différentes perspectives analysées dans cette étude indiquent que la croissance de l’épinette blanche dans la partie intérieure de l’Alaska est vulnérable aux effets du réchauffement climatique par le biais du bilan hydrique des végétaux.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2010

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