Influence of climate on tree rings and vessel features in red oak and white oak growing near their northern distribution limit, southwestern Quebec, Canada


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Abstract

Little is known about environmental controls on vessel features in ring-porous tree species. Our objectives were to assess (i) the association between tree-ring descriptors (vessels and width) and climate in two oak species, white oak, Quercus alba L., and red oak, Quercus rubra L., and (ii) the utility of vessel series in climate reconstruction. The study was conducted in southern Quebec and 10 trees of each species were analyzed. For each species, 11 chronologies (vessel and ring width) were developed and compared. Few differences were observed between the oak species. All vessel chronologies were associated with those of ring dimension and none revealed a unique climate signal. Current growing season conditions were mainly associated with latewood features, whereas those of the year prior to ring formation were mainly associated with earlywood features. The best climate variable to reconstruct was the July Canadian Drought Code and the best reconstruction model was derived from earlywood, latewood, and ring-width chronologies. We conclude that vessel chronologies for Q. alba and Q. rubra have limited use in dendroclimatology. Vessel features are best used to identify event years recorded during the life of a tree. Vessel series could prove useful, however, in calibrating physiologically based models of tree growth.RésuméOn sait peu de choses de l'influence de l'environnement sur les caractéristiques des vaisseaux chez les espèces à zone poreuse. Nos objectifs consistaient à évaluer (i) l'association entre les paramètres des cernes annuels (vaisseaux et largeur) et le climat chez Quercus alba L. et Quercus rubra L. et (ii) l'utilité des séries chronologiques basées sur les vaisseaux pour reconstituer le climat. L'étude a été réalisée dans le sud du Québec et 10 arbres de chaque espèce ont été analysés. Pour chaque espèce, 11 chronologies (vaisseaux et largeur des cernes) ont été développées et comparées. Peu de différences ont été observées entre les espèces de chêne. Toutes les chronologies de vaisseaux étaient reliées à celles de la dimension des cernes annuels et aucune n'a révélé de signal climatique particulier. Les conditions de la saison de croissance en cours étaient surtout associées aux caractéristiques du bois final tandis que celles de l'année précédant la formation du cerne annuel étaient principalement associées aux caractéristiques du bois initial. La meilleure variable climatique à reconstituer était le code canadien de la sécheresse en juillet et le meilleur modèle pour la reconstitution était dérivé des chronologies des largeurs du bois initial, du bois final et des cernes annuels. Nous concluons que les chronologies des vaisseaux chez Q. alba et Q. rubra ont peu d'utilité en dendroclimatologie. Les caractéristiques des vaisseaux sont surtout utiles pour identifier les années où des événements ont été enregistrés durant la vie d'un arbre. Les séries de vaisseaux pourraient cependant s'avérer utiles pour calibrer les modèles de croissance des arbres basés sur la physiologie.[Traduit par la Rédaction]

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