Windthrow hazard modelling in boreal forests of black spruce and jack pine

In this study we compare the mechanical resistance of black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) and jack pine (Pinus banksiana Lamb.) and quantify the effect of species, forest cover type, and soil conditions on tree stability. To measure tree resistance to an applied load, 85 trees were pulled over using a cable and winch system. Predictive equations for the maximum turning moment that a tree can withstand (M _c) were developed with stem mass, and the other factors were used as explanatory variables. The presence of jack pine within the stand negatively affected black spruce resistance. In mixed stands, M _c was significantly influenced by the interaction between tree species and soil type. Jack pine was the only species with significantly lower resistance when grown on shallow and stony soils, which are likely to restrict root development. Black spruce resistance was not affected by soil conditions. Preliminary calculations of critical wind speeds required to cause damage using an adaptation of the ForestGALES model were much lower than those previously published for black spruce.

La présente étude a été mise sur pied dans le but de comparer la résistance mécanique de l'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) et du pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et vise à déterminer de façon quantitative l'effet de l'espèce, du type de couvert et du type de sol sur la stabilité des arbres. La résistance a été mesurée en renversant mécaniquement les arbres à l'aide d'un système de poulies et d'un treuil. Le moment de force maximal auquel l'arbre peut résister (M _c) a été examiné par régression linéaire, en relation avec la masse de la tige et les autres facteurs en présence. Les résultats démontrent que la présence du pin gris dans le peuplement semble avoir un impact négatif sur la résistance de l'épinette noire. En peuplements mélangés, les analyses indiquent que l'interaction entre l'espèce et le type de sol a une influence sur M _c. Le pin gris est cependant la seule espèce affectée négativement lorsqu'elle se développe sur des sols minces à forte pierrosité, lesquels présentent une contrainte importante à l'enracinement. La résistance de l'épinette noire ne semble pas influencée par des changements dans les conditions du sol. Des essais préliminaires du calcul de vitesses de vent critiques ont été réalisés dans le cadre de cette étude en utilisant une version adaptée du modèle ForestGALES. Les vitesses de vent critiques se sont avérées beaucoup plus faibles que celles déjà publiées pour l'épinette noire.