Tree-level responses to commercial thinning in spruce-fir forests across northern Maine, USA
Tree-level responses to commercial thinning in spruce-fir forests across northern Maine, USA
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美国缅因州北部云杉冷杉林对商业性疏伐的树木水平响应
DOI：
10.1016/j.foreco.2023.121358
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Marshall, David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wagle, Bishnu Hari;Weiskittel, Aaron R.;Berrill, John-Pascal;Kizha, Anil R.;D'Amato, Anthony W.;Marshall, David
尽管在北美的云冷杉（云杉-冷杉）森林中广泛使用商业前间伐（PCT）和商业间伐（CT），但在其对个体树木生长和发育的长期影响方面存在严重的知识差距。在这项研究中，我们使用了广泛的重复测量，从整个缅因州的重复实验研究地点（n = 96090 obs.从7159棵树在103个地块在15个地点），以量化两个耐荫针叶树的树级响应：香脂冷杉（冷杉balsamea（L.）米尔。BF）和红云杉（PicearubensSarg.; RS），以对比在云冷杉林间伐处理与不事先PCT（NoPCT）。9个PCT部位的治疗包括CT进入时间（即刻、5年和10年延迟）和清除强度（相对密度降低0、33和50%）的组合。相比之下，在6个NoPCT位点，CT治疗是间伐方法（显性、冠状和低）和去除强度（0、33和50%）的组合。结果表明，与未间伐的对照相比，间伐后林分断面积、商品蓄积和地上碳的年生长量分别增加了99 ~ 280%、75 ~ 214%和104 ~ 312%。相比之下，RS显示出更温和的增加，分别为36 - 121%、6 - 81%和32 - 135%。同样地，在变薄的PCT林分中，BF在断面积、商品量和地上碳分别表现出11 - 139%、28 - 87%和15 - 145%的年增长率，而RS分别表现出50 - 120%、35 - 96%和51 - 122%的相似增长率。此外，PCT和NoPCT林分的CT处理有效地降低了平均高径比，同时保持了活冠比并提高了树木水平的生长效率。总体而言，BF有较高的树级生长反应比RS在NoPCT看台，而这种差异不太明显，PCT看台。虽然林分水平的增长和财务和运营因素也应该被考虑，我们的研究结果提供了宝贵的见解PCT和CT对个体树木的生长，稳定性，活力和固碳潜力在云冷杉林的长期影响。
Despite the widespread use of pre-commercial (PCT) and commercial thinning (CT) in spruce-fir (Picea-Abies) forests of North America, critical knowledge gaps exist on their long-term influences on individual tree growth and development. In this study, we used extensive repeated measurements from replicated experimental research sites across Maine (n = 96090 obs. from 7159 trees in 103 plots at 15 locations) to quantify the tree-level response of two shade-tolerant conifers: balsam fir (Abies balsamea(L.) Mill.; BF) and red spruce (Picea rubensSarg.; RS) to contrasting thinning treatments in spruce-fir stands with and without a prior PCT (NoPCT). Treatments at the nine PCT sites included a combination of CT entry timings (immediate, 5-, and 10-year delay) and removal intensities (0, 33, and 50% relative density reduction). In contrast, at the six NoPCT sites, the CT treatments were a combination of thinning methods (dominant, crown, and low) and removal intensities (0, 33, and 50%). The results showed that compared to the unthinned control, BF in thinned NoPCT stands exhibited substantial increases in annual growth for basal area, merchantable volume, and aboveground carbon, ranging from 99 to 280%, 75 to 214%, and 104 to 312%, respectively. In comparison, RS showed more moderate increases of 36 to 121%, 6 to 81%, and 32 to 135%, respectively. Similarly, in thinned PCT stands, BF displayed annual growth increases of 11 to 139%, 28 to 87%, and 15 to 145% in basal area, merchantable volume, and aboveground carbon, respectively, while RS exhibited similar increases of 50 to 120%, 35 to 96%, and 51 to 122%, respectively. In addition, CT treatments in both PCT and NoPCT stands effectively reduced mean height-diameter ratios, while preserving live crown ratios and increasing tree-level growth efficiency. Overall, BF had a higher tree-level growth response than RS in NoPCT stands, while such differences were less pronounced in PCT stands. While stand-level growth and financial and operational factors should also be considered, our findings provide valuable insights into the long-term influences of both PCT and CT on individual tree growth, stability, vigor, and carbon sequestration potential in spruce-fir forests.
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通讯作者：
Reyer CPO