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Dendroclimatic relationships and possible implications for mountain birch and Scots pine at treeline in northern Sweden through the 21st century

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Abstract:

Changing climate in the Arctic is expected to have significant effects on the pattern and distribution of terrestrial vegetation. Species characteristic of specific zones in the mountains of northern Sweden have been shown to migrate up- and down-slope with changes in climate over the Holocene. This study evaluates the potential for Scots pine (Pinus sylvestris L.) to become a treeline dominant at Fennoscandian treelines, replacing mountain birch (Betula pubescens subsp. czerepanovii (Orlova) Hämet-Ahti). Data from paired mountain birch and Scots pine tree-ring chronologies for eight locations in northern Sweden are used to develop climate – tree ring width index (RWI) relationships. Modeled climate–RWI relationships are then used to predict the relative RWI values of the two species under a suite of climate-forcing scenarios using an ensemble of three global climate models. Results indicate that mountain birch and Scots pine RWI are both correlated with summer temperatures, but Scots pine is more likely than mountain birch to be influenced by moisture conditions. Predictions of RWI under future climate conditions indicate that mountain birch is unlikely to be replaced by Scots pine within the next century.

Les changements climatiques en cours dans l’arctique devraient avoir des effets importants sur le patron et la distribution de la végétation terrestre. Il a été démontré que les caractéristiques des espèces dans des zones spécifiques des montagnes du nord de la Suède ont migré vers le haut et vers le bas de la pente en fonction des changements climatiques survenus au cours de l’holocène. Cette étude évalue la possibilité que le pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) devienne dominant à la limite des arbres en Fennoscandie et remplace le bouleau pubescent (Betula pubescens subsp. czeropanevii (Orlova) Hämet-Ahti). Des données dendrochronologiques appariées du bouleau pubescent et du pin sylvestre provenant de huit endroits dans le nord de la Suède ont été utilisées pour établir des relations entre le climat et un indice de largeur des cernes annuels (ILC). Les relations modélisées entre le climat et l’ILC ont ensuite été utilisées pour prédire les valeurs relatives de l’ILC de ces deux espèces en fonction d’une suite de scénarios de forçage climatique à l’aide de trois modèles du climat global. Les résultats indiquent que les ILC du bouleau et du pin sont corrélés avec les températures estivales mais que le pin est plus susceptible d’être influencé par les conditions d’humidité que le bouleau. Les prédictions de l’ILC basées sur les conditions climatiques futures indiquent qu’il est peu probable que le pin sylvestre remplace le bouleau pubescent au cours du prochain siècle.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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