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Optimal white spruce breeding zones for Ontario under current and future climates

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Abstract:

Optimal breeding zones were developed for white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) in Ontario under present and future climate conditions to examine potential shifts due to climate change. These zones were developed by (i) determining a set of candidate breeding zones based on the relationship between measured performance variables and climate and (ii) employing a decision support model to select subsets of breeding zones that maximize geographic coverage subject to a constraint on the maximum number of zones. Current optimal breeding zones were based on 1961–1990 climate normals, and future breeding zones were based on three general circulation model (CGCM2, HADCM3, and CSIRO) predictions of 2041–2070 climate. Based on a maximum adaptive distance of 2.0 least significant difference values between sites within zones, 14 zones were required to cover the Ontario range of white spruce for the 1961–1990 data. Compared with breeding zones of other boreal conifers, current optimal breeding zones for white spruce were quite large, spanning up to 3° latitude and 10°–12° longitude and indicating large distances of effective seed transfer. Of the three general circulation models used to simulate future climate, HADCM3 B2 and CGCM2 B2 predicted 2041–2070 breeding zones that largely coincide with 1961–1990 zones. In contrast, CSIRO B2 indicated much narrower 2041–2070 breeding zones.

Les auteurs ont déterminé des zones optimales d’amélioration de l’épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) en Ontario pour les conditions climatiques actuelles et futures afin d’examiner les modifications potentielles dues aux changements climatiques. Ces zones ont été obtenues (i) en déterminant un ensemble de zones candidates d’amélioration à partir des relations entre les variables de performance et le climat et (ii) en utilisant un modèle d’aide à la décision pour choisir un sous-ensemble de zones d’amélioration maximisant la couverture géographique avec une contrainte quant au nombre maximal de zones. Les zones optimales actuelles d’amélioration étaient basées sur les normales climatiques de la période 1961–1990. Les zones futures d’amélioration étaient basées sur les prédictions de trois modèles de circulation générale (GCM2, HADCM3 et CSIRO) pour le climat de la période 2041–2070. Avec la restriction que la distance reliée à l’adaptation ne dépasse pas deux fois la plus petite différence significative entre deux sites d’une même zone, 14 zones sont apparues nécessaires pour représenter adéquatement la distribution de l’épinette blanche en Ontario durant la période 1961–1990. Comparativement aux zones d’amélioration des autres conifères boréaux, les zones optimales actuelles d’amélioration pour l’épinette blanche étaient relativement grandes, couvrant jusqu’à 3° de latitude et de 10° à 12° de longitude, impliquant de grandes distances pour le transfert effectif des semences. Parmi les trois modèles de circulation générale utilisés pour simuler le climat futur pour la période 2041–2070, les modèles HADCM3 B2 et CGCM2 B2 prédisaient des zones d’amélioration largement similaires à celles de la période 1961–1990. À l’opposé, le modèle CSIRO B2 prédisait des zones d’amélioration beaucoup plus étroites.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2010

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