Partitioning risks of tree mortality by modes of death in managed and unmanaged northern hardwoods and mixedwoods

Abstract

We used a permanent sample plot network established to monitor the effects of forest management practiced in mature northern hardwood and mixedwood stands in Québec, Canada to address two important questions related to tree mortality: (1) How does partial cutting affect tree mortality? (2) Which variables best explain tree mortality by different modes of death (standing death, uprooting or stem breakage)? Decennial tree deaths were lower after partial cutting than in unharvested plots, but the annual proportion of tree death was similar (1.25%·year -1 ). At the tree level, a risk-product classification demonstrated the strongest evidence on influencing total mortality, followed by species, the presence of a logging injury, and tree size. Annual temperature was the only climatic variable explaining variations in total risk of tree mortality, and always among the first three variables explaining differences among the three modes of death. The risk of standing death also increased with increasing annual precipitation, while the risk of stem breakage and, to a lesser extent, of being uprooted, decreased with increasing precipitation. Additionally, we found strong evidence to support the effect of the potassium/magnesium ratio of the humus layer on the risk of being uprooted. This information is critical to better understand tree mortality processes.Key words: selection cutting, partial cutting, mortality, deadwood, stand dynamics. RÉSUMÉNous avons utilisé les données de placettes permanentes établies pour suivre les effets de l'aménagement forestier dans des peuplements matures à dominance feuillue au Québec (Canada) dans le but de répondre à deux questions relatives à la mortalité des arbres : (1) Comment la coupe partielle affecte-t-elle le taux de mortalité des arbres? (2) Quelles variables expliquent le mieux la mortalité des arbres feuillus selon qu'ils sont morts sur pied, déracinés ou ont un tronc rompu? La mortalité décennale était moindre après une coupe partielle que dans les placettes non traitées, mais la proportion annuelle d'arbres morts était la même dans les deux (1,25 %·année -1 ). Parmi les variable étudiées, la classe de risque et de produit potentiel de l'arbre feuillu influençait le plus la probabilité globale de mortalité; elle était suivie par l' espèce, la présence d'une blessure de coupe, puis la dimension de l'arbre. La température annuelle était la seule variable climatique permettant d' expliquer la probabilité globale de mortalité des arbres, et l'une des trois variables les plus importantes pour les trois types de mort. Le risque de mourir sur pied augmentait aussi avec l'augmentation des précipitations annuelles, tandis que celui de rupture du tronc et, dans une moindre mesure, celui d' être déraciné diminuaient avec l'augmentation des précipitations. Finalement, nous avons observé que le risque de déracinement d'un arbre était influencé par le rapport potassium/magnésium dans la couche d'humus du sol. Ces informations sont importantes pour mieux comprendre les processus de mor...

The relative weight of ontogeny, topology and climate in the architectural development of three North American conifers

“… Girardin et al (2016) confirm a recent intensification of the impacts of hydroclimatic variability on the radial growth of both Jack pine and black spruce; these impacts seem mainly driven by a negative sensitivity to previous summer temperature and a positive sensitivity to summer soil moisture of both previous and current years. Guillemette et al (2017) show that the annual risk of mortality in northern hardwoods and mixed woods of Quebec is 3.6 times lower where annual temperature is low (2.3 % at 0.8 °C) than in a location where annual temperature is high (8.1 % at 4 °C).…”