Ann. For. Sci. 62 (2005) 807-816
DOI: 10.1051/forest:2005086

Effect of contrasting water supply on the diameter growth of Norway spruce and aspen in mixed stands: a case study from the southern Russian taiga

Fyodor Tatarinov^{a, b, c}, Yury Bochkarev^d, Alexander Oltchev^{a, e}, Nadezhda Nadezhdina^b and Jan Cermak<sup>b

a</sup>  Institute of Ecology and Evolution, Leninsky prospekt 33, Moscow, Russia
^b  Institute of Forest Ecology, Mendel University of Agriculture and Forestry, Brno, Czech Republic
^c  Present address: Institute of Forest Ecosystem Research (IFER), 1544 Jilove u Prahy, 254 01, Czech Republic
^d  Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University, Russia
^e  Institute of Bioclimatology, Georg-August University, Goettingen, Germany

(Received 21 June 2004; accepted 27 May 2005; published online 15 December 2005)

Abstract - Stem radial growth of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), aspen (Populus tremula L.), birch (Betula alba L.), alder (Alnus incana (L.) Moench) and mountain ash (Sorbus aucuparia L.) was measured in an unmanaged mixed uneven-aged tree stand in the southern taiga of European Russia by band dendrometers during the growing seasons of 2000-2001. In addition woody cores were taken from sample spruce and aspen trees using increment borers for dendrochronological analysis. Analysis of the tree rings was made for period from 1999 to 2002, the period while daily meteorological data were available. Spruce and aspen represented 40 and 44% of the entire stand basal area, respectively. However, basal area has grown over 60% of the total in spruce and less than 15% in aspen for each year during the period of 1999-2002. These results indicate the transformation processes of secondary aspen-spruce stands of the Southern European Taiga into a mixed spruce-aspen-birch stands. The most intensive radial growth of the spruce trees was observed in 2000 with high over-watering conditions in summer, whereas the highest radial growth in aspen was observed during the extremely dry growing season of 2002. The basal area growth for entire forest stand ranged from 5.3 m² ha^-1 in 1999 to 11.4 m² ha^-1 in 2000. Annual increments of radial growth measured by dendrometers and by microscopic evaluation of woody cores were quite similar in spruce. In contrast, this comparison was poor for aspen trees because zero growth in some of aspen trees (measured by dendrometers) was occurred.

Résumé - Effets d'une alimentation en eau variée sur la croissance en diamètre de l'épicéa et du tremble dans des peuplements mélangés étudiés dans le sud de la taïga russe. La croissance radiale saisonnière de l'épicéa (Picea abies (L.) Karst.), du tremble (Populus tremula L.), du bouleau (Betula alba L.), de l'aulne (Alnus incana (L.) Moench) et du sorbier (Sorbus aucuparia L.) a été mesurée, dans une forêt mixte non gérée dominée par l'épicéa et le tremble, et située dans la taïga du sud en Russie d'Europe. Les mesures ont été effectuées à l'aide de dendromètres à ruban pendant les saisons 2000-2001 en parallèle avec les données météorologiques. En plus des carottes de bois ont été prélevées sur tous les épicéas et trembles mesurés pour faire une analyse dendrochronologique. L'épicéa et le tremble représentaient 40 et 44 % de la surface terrière du peuplement. Néanmoins, annuellement dans la période 1999-2002, la croissance de la surface terrière de l'épicéa représentait plus de 60 % de la croissance totale de la surface terrière contre moins de 15 % pour le tremble. Ces résultats révèlent la transformation de la forêt secondaire de trembles en forêt mixte à dominance d'épicéa. La croissance la plus forte de l'épicéa été observée pendant la saison 2000, caractérisée par une surabondance de l'eau dans le sol pendant l'été, tandis que la croissance maximale du tremble a été observée pendant la saison extrêmement sèche du 2002. La croissance totale de la surface terrière du peuplement variait de 5.3 m² ha^-1 en 1999 jusqu'à 11.4 m² ha^-1 en 2000. La croissance annuelle radiale mesurée par les dendromètres et par la mesure des accroissements annuels sur les carottes de sondage était similaire chez l'épicéa. En contraste chez le tremble, cette concordance était faible à cause de l'absence de croissance radiale d'une partie des trembles mesurés par les dendromètres.

Key words: stem radial growth / Central Russia / dendrochronological analysis / Norway spruce / unmanaged forest

Mots clés : Russie centrale / analyse dendrochronologique / épicéa / tremble / forêt non gérée

Corresponding author: Fyodor Tatarinov fedor.tatarinov@ifer.cz.

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