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Contrasting the temporal dynamics of stand structure in even- and uneven-sized Picea abies dominated stands

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Abstract:

Although proposed as a means of increasing structural diversity in managed forests, the impact of single-tree selection on the temporal dynamics of three-dimensional structure has not been previously evaluated. Forest structural development in Picea-dominated stands was contrasted over 15years in stem-mapped randomized plots in southern Finland that underwent either low thinning (creating the even-sized (ES) structure of a bell-shaped diameter distribution) or single-tree selection (maintaining the uneven-sized (UES) structure of a reverse-J-shaped distribution) through multiple harvest entries. Structure was quantified with nonspatial stand attributes (e.g., density) and indices that quantify spatially explicit relationships among neighboring trees (e.g., structural complexity index (SCI)). Over time, three-dimensional structure reflected differential tree growth and mortality, resulting in minor changes in tree composition, spatial pattern, and tree size differentiation and somewhat greater changes in the SCI. The third harvest entry simplified the forest structure in both structure types. However, structural metrics such as the variability of tree diameters, tree size differentiation, and the SCI recovered to preharvest levels within 2–4years in UES plots, whereas no recovery was seen in the ES structure type. Single-tree selection was demonstrated to perpetuate the uneven-sized structure associated with natural nonpyrogenic Picea-dominated forests.

Bien que le jardinage par pied d’arbre ait été suggéré comme moyen pour augmenter la diversité structurale des forêts aménagées, son impact sur la dynamique temporelle de la structure tridimensionnelle n’a pas encore été évalué. Le développement de la structure forestière de peuplements dominés par Picea a été comparé, sur une période de 15 ans, dans des placettes établies au hasard dans le sud de la Finlande et dans lesquelles les arbres étaient cartographiés. Les peuplements ont été soumis soit à des éclaircies répétées par le bas (créant une structure équienne (SE) caractérisée par une distribution des diamètres en forme de cloche), soit à des traitements répétés de jardinage par pied d’arbre (maintenant une structure inéquienne (SI) caractérisée par une distribution des diamètres en forme de J inversé). La structure des peuplements a été quantifiée à l’aide d’attributs non spatiaux (p. ex. la densité) et d’indices quantifiant des relations spatialement explicites entre les arbres voisins (p. ex. l’indice de complexité structurale (ICS)). Au fil du temps, la structure tridimensionnelle reflétait les différences de croissance et de mortalité des arbres, ce qui a entraîné des modifications mineures de la composition des peuplements, du patron spatial et de la différenciation de la taille des arbres ainsi que des modifications un peu plus importantes de l’ICS. La troisième récolte a simplifié la structure forestière des deux types de structure. Cependant, les mesures de structure, comme la variabilité du diamètre des arbres, la différenciation de la taille des arbres et l’ICS, avaient repris leurs valeurs initiales 2 à 4 ans plus tard dans le cas des placettes à SI alors que nous n’avons pas observé de retour aux valeurs initiales dans le cas des placettes à SE. Nous avons démontré que le jardinage par pied d’arbre pouvait perpétuer la structure inéquienne associée aux forêts naturelles dominées par Picea, une espèce non adaptée au passage du feu.

Document Type: Research Article

Publication date: 2011-02-01

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