Ann. For. Sci. 62 (2005) 261-267
DOI: 10.1051/forest:2005018

Predicting balsam fir growth reduction caused by spruce budworm using large-scale historical records of defoliation

David Pothier^a, Daniel Mailly^b and Stéphane Tremblay<sup>b

a</sup>  Département des Sciences du bois et de la forêt, Université Laval, Sainte-Foy, Québec, G1K 7P4, Canada
^b  Ministère des Ressources naturelles et de la faune du Québec, Direction de la recherche forestière, 2700 rue Einstein, Sainte-Foy, Québec, G1P 3W8, Canada

(Received 20 May 2004; accepted 31 August 2004)

Abstract - To predict the reduction in growth of balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) subjected to spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) epidemics, tree-ring chronologies of dominant trees were related to historical records of defoliation collected in the province of Quebec, Canada. These trees were sampled on 136 sites and were harvested for stem analyses that allowed us to calculate indexed radial growth and tree volume increment for a period (1965-1995) that covers the last insect outbreak. Defoliation variables explained 36% and 23% of the annual changes in ring width index and annual volume increment index, respectively. Defoliation that dated back by as much as six years affected current-year growth whereas current-year defoliation had limited impact. Several severe annual defoliation events reduced volume growth of dominant balsam fir by 50% over a 10-year period. These results can help predict future growth reduction among dominant balsam fir trees subjected to different scenarios of spruce budworm defoliation over broad areas.

Résumé - Prédiction de la réduction de croissance du sapin baumier causée par la tordeuse des bourgeons de l'épinette en utilisant des relevés historiques de défoliation recueillis à grande échelle. Afin de prédire les pertes de croissance de sapins baumiers (Abies balsamea (L.) Mill.) soumis à des épidémies de tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)), les séries chronologiques de cernes annuels d'arbres dominants ont été reliées à des relevés historiques de défoliation recueillis dans la province de Québec, Canada. Ces arbres, échantillonnés sur 136 stations, ont été abattus pour faire des analyses de tige qui ont permis de calculer des indices de croissance radiale et d'accroissements en volume pour une période (1965-1995) couvrant la dernière épidémie de cet insecte. Les variables de défoliation expliquent 36 % et 23 % de la variation interannuelle de l'indice de croissance radiale et de l'indice d'accroissement annuel en volume, respectivement. Les défoliations s'étant produites jusqu'à six ans auparavant ont affecté la croissance de l'année courante alors que les défoliations de l'année courante n'ont eu qu'un effet limité. Des défoliations sévères répétées pendant plusieurs années ont diminué de 50 % la croissance en volume des sapins baumiers dominants pendant une période de 10 ans. Ces résultats peuvent contribuer à prédire la future réduction de croissance de sapins baumiers dominants soumis à différents scénarios de défoliation par la tordeuse des bourgeons de l'épinette pour de grands territoires.

Key words: balsam fir / spruce budworm / defoliation class / growth reduction / stem analysis

Mots clés : sapin baumier / tordeuse des bourgeons de l'épinette / classe de défoliation / réduction de la croissance / analyse de tige

Corresponding author: David Pothier david.pothier@sbf.ulaval.ca

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