Ann. For. Sci. 60 (2003) 741-748
DOI: 10.1051/forest:2003068

Utilizing pioneer species as a hydrological nurse crop to lower water table for reforestation of poorly drained boreal sites

Simon M. Landhäusser, Victor J. Lieffers and Uldis Silins

Centre for Enhanced Forest Management, Department of Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton, Alberta, T6G 2E3, Canada
(Received 24 June 2002; accepted 10 February 2003)

Abstract - On cold and wet sites in the boreal forest, high water table and anaerobic soil conditions limit the establishment of planted white spruce. In a controlled-environment experiment we determined physiological and morphological responses of a grass Calamagrostis canadensis and two shrubs Salix planifolia and Alnus crispa to water table and soil temperature and evaluated their capacity to lower the water table on wet sites. All three species tended to grow better at the warmer soil temperatures and imperfectly drained treatments but C. canadensis actually developed the greatest leaf area in the near saturated conditions. Similarly, C. canadensis and A. crispa had greatest transpiration rates in the imperfectly drained and warm soil treatments. In contrast, S. planifolia had the greatest transpiration at 5 °C soils. We suggest that C. canadensis is suitable as a hydrological nurse species on these wet sites, but in light of its competitive nature, the shrubs particularly S. planifolia would be preferable.

Résumé - Utilisation d'espèces pionnières susceptibles de jouer un rôle hydrologique en abaissant le niveau du plan d'eau pour faciliter le boisement de stations boréales mal drainées. Dans les stations froides et humides de la forêt boréale, le haut niveau du plan d'eau et les conditions d'anaérobie du sol sont défavorables au reboisement en épicéa blanc. Une expérimentation en milieu contrôlé a permis de déterminer les réponses physiologiques et morphologiques d'une espèce herbacée Calamagrostis canadensis et de deux arbustes, Salix planifolia et Alnus crispa, au niveau du plan d'eau et à la température du sol, et d'évaluer leur capacité à abaisser le niveau du plan d'eau sur stations humides. Les trois espèces tendent à mieux se développer avec les traitements où la température du sol est plus élevée avec drainage médiocre ; mais C. canadensis présente un développement de surface foliaire nettement plus grand dans des conditions de sol proches de la saturation. De même, pour C. canadensis et A. crispa on enregistre les taux de transpiration les plus élevés pour les traitements sol chaud et drainage médiocre. Par contre, S. planifolia manifeste un maximum de transpiration avec une température du sol de 5 °C. Nous suggérons que C. canadensis peut jouer le rôle d'espèce nurse hydrologique sur ces stations humides ; mais compte tenu des problèmes de concurrence, on devrait préférer les arbustes, et en particulier S. planifolia.

Key words: competition / flooding / regeneration / soil temperature / water-use

Mots clés : concurrence / inondation / régénération / température du sol / utilisation de l'eau

Corresponding author: Simon M. Landhäusser Simon.Landhausser@ualberta.ca

© INRA, EDP Sciences 2003