Baseline to novel ecosystems in Michigan, USA, with a quantitative and qualitative assessment

ABSTRACT

Pre-Euro-American settlement vegetation provides information about historical ecology. I evaluated baseline conditions and novel status of current forests in Michigan using historical (1836 to 1858) and current (2010–2015) surveys and assessed quantitative and qualitative measures of novel status. Aspen (increased from 2% to 11% of all trees) and red maple (<2% to 12.5%) replaced eastern hemlock (15% to 2%) and American beech (8% to <1%) as most abundant species. Density was similar between surveys but mean diameter (trees ≥12.7 cm) decreased from 39 to 22 cm. The emerging forest type is a mix of early- to mid-successional species, particularly red maple, from eastern broadleaf forests of the central-eastern US.Openlands in southern Michigan have been replaced by agriculture and closed forests. Historical forests dominated by few tree species have transitioned to diverse eastern broadleaf forests throughout the eastern US, conforming to quantitative and qualitative measures of novel ecosystem status. Besides exceeding a quantitative threshold (e.g., squared chord distance), current forests meet novel status because they are ubiquitous, constitute a new normal, arise predictably, and unavoidably in response to disturbance or land-use change, auto-organize, and retain novelty after crossing thresholds challenging to reverse.

RÉSUMÉ

La végétation d’avant la colonisation euro-américaine informe sur l’écologie historique. J’ai évalué les conditions de base et le statut nouveau des forêts actuelles au Michigan en utilisant des recensements historiques (1836 à 1858) et récents (2010-2015) afin d’obtenir des mesures quantitatives et qualitatives de statut nouveau. Les peupliers (qui ont augmenté de 2% à 11% de tous les arbres) et l’érable rouge (<2% à 12,5%) ont remplacé la pruche du Canada (15% à 2%) et le hêtre à grandes feuilles (8% à <1%) comme espèces les plus abondantes. La densité était similaire entre les recensements, mais le diamètre moyen (arbres ≥12,7 cm) a diminué de 39 à 22 cm. Le type de forêt émergent est un mélange d’espèces de début et de milieu de succession, particulièrement l’érable rouge, des forêts feuillues orientales du centre-est des États-Unis.Les milieux ouverts du sud du Michigan ont été remplacés par des milieux agricoles et des forêts fermées. Les forêts historiques dominées par peu d’espèces arborescentes se sont transformées en forêts feuillues orientales diversifiées dans l’est des États-Unis, en conformité avec les mesures quantitatives et qualitatives de statut de nouvel écosystème. En plus de dépasser un seuil quantitatif (p. ex.: mesure de corde au carré), les forêts actuelles ont le statut nouveau parce qu’elles sont omniprésentes, constituent une nouvelle normalité, apparaissent inévitablement après une perturbation ou un changement d’utilisation du territoire, s’auto-organisent, et conservent leur état nouveau après avoir passé des seuils de risque de réversion.

KEYWORDS:

• Disturbance
• General Land Office
• land use
• no-analogue
• tree surveys
• range of variability

MOTS CLÉS:

• Perturbation
• Bureau Général des Terres
• utilisation du territoire
• non-analogue
• recensements d’arbres
• étendue de variabilité

Acknowledgments

I thank E. Schools, Michigan Natural Features Inventory, for sharing the GLO dataset, and anonymous reviewers.

Disclosure statement

I have no conflict of interest.