Spatiotemporal patterns of large-scale defoliation caused by the spruce budworm in Ontario since 1941

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Abstract

Survey records of spruce budworm (Choristneura fumiferana Clem.) defoliation in Ontario, taken annually since 1941, were analysed using geographic information systems (GIS), spatial statistics, and time-series methods. Cumulative frequency maps indicated that the 41 × 106 ha of Ontario that had been defoliated in at least one year since 1941 could be split into three zones of frequent defoliation separated by two approximately 100 km wide, longitudinally oriented corridors of lower frequency. Analysis of annual records of the total area defoliated showed that the fluctuations in this time series are the result of a basic oscillation of approximately 36 years, which is modified by secondary fluctuations and occasionally by sharp drops. The secondary fluctuations are at least partially due to asynchrony in otherwise remarkably similar long-wave oscillations in the eastern (25.5 × 106 ha) and western (9.6 × 106 ha) zones of frequent defoliation. Analysis of this asynchrony showed that outbreaks in the eastern zone occurred 5 or 6 years before outbreaks in the central (6.6 × 106 ha) and western zones, which were synchronous. These observations contradict previous reports of the large-scale spread of outbreaks from west to east.

Les relevés d'inventaire de défoliation causée par la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristneura fumiferana Clem.) en Ontario, effectués annuellement depuis 1941, ont été analysés à l'aide de systèmes d'information à référence spatiale (SIRS), de statistiques spatiales et de méthodes de séries temporelles. Des cartes de fréquence cumulative indiquent que les 41 × 106 ha du territoire ontarien ayant été défoliés pendant au moins une année depuis 1941 peuvent être divisés en trois zones de défoliation fréquente, séparées par deux corridors d'une largeur approximative de 100 km, orientés longitudinalement et où les fréquences sont plus basses. L'analyse des relevés annuels de la superficie totale défoliée montre que les fluctuations de cette série temporelle résultent d'une oscillation de base d'une durée approximative de 36 ans, modifiée par des fluctuations secondaires et, à l'occasion, par des chutes abruptes. Les fluctuations secondaires sont causées, du moins en partie, par un asynchronisme des oscillations de base, par ailleurs remarquablement similaires, dans les zones de défoliation fréquente de l'est (25,5 × 106 ha) comparativement à celles de l'ouest (9,6 × 106 ha). L'analyse de cet asynchronisme révèle que les épidémies dans la zone orientale se sont déclenchées 5 à 6 ans avant les épidémies des zone centrale (6,6 × 106 ha) et occidentale, lesquelles se sont développées de façon synchrone. Ces observations vont à l'encontre de comptes rendus antérieurs faisant état de la propagation à grande échelle des épidémies de l'ouest vers l'est en Ontario.

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