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Effects of selective tree harvests on aboveground biomass and net primary productivity of a second-growth northern hardwood forest

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Abstract:

Restoring structural features of old-growth forests, such as increased canopy gap sizes and coarse woody debris, is a common management goal for second-growth, even-aged stands. We experimentally manipulated forest structure by creating variable-size canopy gaps in a second-growth northern hardwood forest in north-central Wisconsin following two growing seasons of pre-treatment monitoring. The objectives of this study were to quantify the influence of canopy gaps of different sizes (50–380m2) on aboveground biomass and productivity of each vegetation stratum two growing seasons following treatment. Two years after treatment, ground layer biomass in canopy openings increased significantly relative to surrounding undisturbed transition zones. The response of ground layer biomass was greatest in the large versus the medium and small gaps. Sapling aboveground net primary productivity was significantly greater in undisturbed transition zones than within gaps across gap sizes following the second post-treatment growing season. Annual stem diameter increment was greatest for trees along gap borders and was correlated with crown class, percentage of crown perimeter exposed, gap area, and shade tolerance. Total aboveground net primary productivity was significantly lower in the gap addition plots the first year but by the second post-treatment growing season no longer differed from that in the control plots.

La restauration des attributs structuraux des vieilles forêts, tels que des trouées de plus grande taille dans la canopée et davantage de gros débris ligneux, est une pratique d’aménagement usuelle dans les peuplements équiennes de seconde venue. Nous avons modifié expérimentalement la structure forestière en créant des trouées de taille variable dans la canopée d’une forêt de feuillus nordiques de seconde venue établie dans le centre-nord du Wisconsin. Ce travail a été précédé d’un suivi prétraitement pendant deux saisons de croissance. Les objectifs de cette étude étaient de quantifier l’influence des trouées de taille variable (de 50 à 380m2) dans la canopée sur la biomasse aérienne et la productivité de chaque strate de la végétation après les deux saisons de croissance qui ont suivi l’application du traitement. Deux ans après le traitement, la biomasse de la végétation au sol dans les ouvertures de la canopée avait significativement augmenté par rapport aux zones de transition environnantes non perturbées. La réaction de la biomasse de la végétation au sol était plus forte dans les grandes ouvertures que dans les moyennes et petites ouvertures. La productivité primaire nette aérienne des gaules était significativement plus grande dans les zones de transition non perturbées qu’à l’intérieur des trouées pour toutes les tailles de trouées après deux saisons de croissance. L’accroissement annuel en diamètre des tiges était plus élevé chez les arbres situés en bordure des trouées et était corrélé à la classe de cime, au pourcentage du périmètre de la cime exposé, à la superficie de la trouée et à la tolérance à l’ombre. La productivité primaire nette aérienne totale était significativement plus faible dans les placettes situées dans les trouées que dans les placettes témoins au cours de la première année, mais cette différence disparaissait au cours de la deuxième saison de croissance après l’application du traitement.

Document Type: Research Article

Publication date: 2010-12-01

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