Within-crown distribution patterns of white spruce in pure composition and in mixture with trembling aspen

Abstract

The purpose of this investigation was to examine the effects of species composition and crown section on within-crown foliage distribution and the relationship of basal area growth rate to amount of foliage on young white spruce (Picea glauca) growing in pure composition and in mixture with trembling aspen (Populus tremuloides). Branch and needle biomass, projected leaf area, specific leaf area, and ratio of needle biomass to branch biomass, along with several whole-tree metrics, including height and diameter at breast height (1.3 m), were measured on thirteen 20-y-old white spruce trees, 7 from pure composition and 6 from mixed composition. While there was no effect of composition on whole-tree differences among subject trees, within-crown distribution of branch and foliage amount and morphology and concentration of foliage were significantly affected by both composition (mixed and pure) and crown section (lower, mid, upper). There was a positive relationship between periodic annual basal area increment and foliage amount (biomass and projected area) on subject white spruce trees that did not differ between trees in pure and mixed compositions. Despite the significant effect of species composition on the vertical within-crown distribution of foliage and branch amount and foliage morphology, similar changes in total foliage biomass and area had similar effects on periodic annual increment of basal area regardless of composition.

Résumé

Le but de cette étude était d'examiner les effets de la composition en espèces et de la partie de la cime sur la distribution du feuillage au sein de la cime ainsi que d'examiner la relation entre le taux de croissance de la surface terrière et la quantité de feuillage chez de jeunes épinettes blanches (Picea glauca) dans des peuplements purs (composés de cette seule espèce) et dans des peuplements mélangés avec du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides). La biomasse de branches et d'aiguilles, la surface foliaire exposée, la surface foliaire spécifique et le ratio de la biomasse des aiguilles à celle des branches ainsi que plusieurs données sur l'arbre entier, incluant sa hauteur et son diamètre à hauteur de poitrine (1,3 m), ont été mesurés sur 13 épinettes blanches de 20 ans, 7 dans des peuplements purs et 6 dans des peuplements mélangés. Il n'y avait aucun effet de la composition du peuplement sur les différences entre les arbres étudiés quant aux caratéristiques des arbres entiers. Cependant, la composition (pure ou mélangée) et la partie de la cime (bas, milieu, haut) avaient un effet significatif sur la distribution au sein de la cime de la quantité de branches et de feuilles, de la morphologie et de la concentration du feuillage. Il y avait une relation positive entre l'accroissement annuel périodique de la surface terrière et la quantité de feuillage (biomasse et aire projetée) pour les épinettes blanches étudiées et cette relation ne différait pas selon que le peuplement était pur ou mélangé. Malgré l'effet significatif de la composition en espèces sur la distribution verticale au sein de la cime de la quantité de feuilles et de branches et de la morphologie du feuillage, des changements similaires de la biomasse totale et de l'aire totale du feuillage avaient des effets similaires sur l'accroissement annuel périodique de la surface terrière indépendamment de la composition du peuplement.

Keywords:

• boreal mixedwoods
• crown biomass distribution
• growth rate
• species mixture
• trembling aspen
• white spruce

Mots-clés:

• distribution de la biomasse dans la cime
• épinette blanche
• mélange d'espèces
• peuplements mélangés boréaux
• peuplier faux-tremble
• taux de croissance