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Abstract:
In recent decades, high-altitude balsam fir (Abies balsamea) forests of northern New England and adjacent areas have been fragmented by canopy openings associated with several stand disturbances. To document the causes of extensive tree dieback and mortality and the source of canopy gaps, we studied the tree growth patterns of live balsam fir from five stands in four sites in the northeastern United States (NUS): Whiteface Mtn. in New York state and Mt. Moosilauke (two stands), Mt. Blue, and Mt. Lafayette in New Hampshire. Additionally, tree-ring patterns of dead fir were documented at two sites, Whiteface Mtn. and Mt. Mégantic (southern Québec). Organic horizons from four of the five NUS stands were analyzed for identification of insect remains and plant macrofossils in 11 and seven soil cores, respectively. Four of the five balsam fir tree-ring chronologies from the NUS stands showed a major growth decline in the 1970s, which was also apparent in the two chronologies from dead trees at Whiteface Mtn. and Mt. Mégantic. At the NUS stands, spruce budworm (Choristoneura fumiferana) head capsules were found in all 11 soil cores from forest and open stands. In spite of large variations in the number of head capsules among levels (range: 1–34; mean: 9.5 ± 8.8 for 71 levels analyzed), their occurrence at all the levels analyzed indicates that the insect had sustained activity through time. Macrofossil remains from the organic horizons included plant assemblages similar to the aboveground forest vegetation. Rubus idaeus, an intolerant species, indicated that gap conditions prevailed sometime in the past. Our tree-ring and macrofossil data along with insect surveys from northern New England provide evidence for the major role played by spruce budworm in tree dieback and mortality during infestations and subsequent gap formation in high-altitude fir forests. The impact of other stand disturbance factors is discussed.
Résumé:
Depuis quelques décennies, les forêts d’altitude du nord de la Nouvelle-Angleterre et des régions périphériques, composées de sapin baumier (Abies balsamea), connaissent une fragmentation marquée. Cette dernière est associée à la formation de trouées découlant de plusieurs types de perturbation. De façon à bien documenter les facteurs responsables du déclin et de la mortalité massive des arbres ainsi que de la formation de trouées, nous avons étudié le patron de croissance des arbres dans cinq peuplements répartis en quatre sites du nord-est des États-Unis (Northeastern United States: NUS) : Mont Moosilauke (deux peuplements), Mont Blue et Mont Lafayette au New Hampshire et Whiteface Mountain dans l’état de New York. En plus, le patron de croissance d’arbres morts fut documenté pour deux sites, soit Whiteface Mountain et Mont Mégantic (sud du Québec). Les horizons organiques de surface dans quatre des cinq peuplements du nord-est des États-Unis ont été analysés en vue d’identifier des restes d’insectes et des macrofossiles végétaux, respectivement dans 11 et sept échantillons de sol. Quatre des cinq séries dendrochronologiques de sapin baumier en provenance des peuplements du nord-est des États-Unis montrent une chute majeure de la croissance radiale dans les années 1970, laquelle ressort aussi des séries en provenance de Whiteface Mountain et du Mont Mégantic. Dans les peuplements du nord-est des États-Unis, des capsules céphaliques de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana) ont été dénombrées dans l’ensemble des 11 échantillons de sol en provenance des forêts aussi bien que des milieux ouverts. Bien que le nombre de capsules céphaliques montre une grande variabilité d’un échantillon à l’autre (écart : 1-34; moyenne : 9,5 ± 8,8 pour les 71 échantillons analysés), leur présence à tous les niveaux dans le sol indique que l’insecte a eu une activité soutenue dans le temps. Les macrorestes contenus dans les horizons organiques de surface indiquent que les assemblages de plantes passés étaient similaires à la composition du couvert végétal actuel. Dans les assemblages, la présence de Rubus idaeus, une espèce de lumière, indique que des ouvertures ont déjà existé. Les données dendrochronologiques et macrofossiles, ainsi que les relevés entomologiques en provenance de la Nouvelle-Angleterre, fournissent des preuves directes du rôle important joué par la tordeuse des bourgeons de l’épinette dans le déclin et la mort des arbres pendant les épidémies, ainsi que dans la formation subséquente de trouées dans ces forêts d’altitude. L’impact d’autres facteurs de perturbation est aussi discuté.
Notes
1 Associate Editor: Craig Lorimer.
