Unusual disturbance: forest change following a catastrophic debris flow in the Canadian Rocky Mountains


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Abstract

Trees are often well adapted to periodic physical disturbances such as fires or floods. However, I investigated forest response to an extremely unusual disturbance event. Following heavy rain in June 1995 a catastrophic debris flow from Vimy Peak in the Canadian Rocky Mountains terminated as an alluvial debris fan that plowed through a trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) grove. I analyzed the site over a decade to monitor forest response and determine whether there would be recolonization to the prior forest type. In contrast to my expectation, aspen recolonization did not occur; instead, black cottonwoods (Populus trichocarpa Torr.&Gray) colonized the site. These originated from seedlings and not through clonal propagation, and by 2004, black cottonwoods composed 99% of the saplings and were typically 0.6–1.4 m tall with a density of about 1/m2. The debris fan dramatically changed the physical environment, which partly resembled a floodplain depositional zone and was colonized by the regionally dominant riparian tree. I propose the concept of foreign disturbance to recognize an unusual disturbance that an organism would very rarely experience and thus to which it is unlikely to be adapted. In this example the disturbance produced an abrupt transition to an alternative forest type and this response may provide insight into forest response to other unusual disturbances, such as extreme weather events, that might increase with climate change.RésuméAlors que les arbres sont souvent bien adaptés aux perturbations de nature physique qui surviennent périodiquement telles que les feux et les inondations, nous avons examiné dans cette étude l'effet d'une perturbation inhabituelle sur la forêt. À la suite de fortes pluies en juin 1995, une coulée catastrophique de débris provenant de Vimy Peak dans les Rocheuses canadiennes s'est terminée par un cône alluvial de débris qui s'est frayé un chemin à travers un bocage de peuplier faux-tremble (Populustremuloides Michx.). J'ai analysé le site pendant plus de 10 ans pour suivre la réaction de la forêt et déterminer si la recolonisation correspondrait au type de forêt présent avant la perturbation. Contrairement à mes attentes, la recolonisation par le peuplier faux-tremble ne s'est pas produite, mais c'est plutôt le peuplier baumier de l'Ouest (Populustrichocarpa Torr.&Gray) qui a colonisé le site à partir de semis et non par propagation clonale. En 2004, 99% des gaules qui avaient normalement une hauteur de 0,6 à 1,4 m et une densité d'environ 1 tige/m2 étaient des peupliers baumiers de l'Ouest. Le cône de débris a modifié de façon draconienne le milieu physique qui ressemblait en partie à une zone de dépôt dans une plaine inondable et était colonisé par l'espèce riveraine arborescente présente dans la région. Je propose le concept de perturbationexotique pour identifier les perturbations inhabituelles qu'un organisme ne subirait que très rarement et auxquelles il serait par conséquent peu probable qu'il puisse s'adapter. Dans cet exemple, la perturbation a engendré une transition abrupte vers un autre type de forêt et cette réaction pourrait fournir un aperçu de la réaction de la forêt à d'autres perturbations inhabituelles telles que celles causées par des événement climatiques extrêmes qui pourraient devenir plus fréquents avec les changements climatiques.[Traduit par la Rédaction]

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