Large-scale spatial patterns of forest structural diversity

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Abstract

Forest structural diversity was estimated for an ecological province in the north-central region of the United States of America using data for nearly 350 000 trees observed on >12 000 forest inventory plots. Each plot was 672 m2 in area, and the sampling intensity was approximately 1 plot/2400 ha. Two indices were used for each of two commonly and accurately measured inventory variables: species count and the Shannon index for tree species and standard deviation and the Shannon index for tree diameter. The primary results of the study were fourfold: (i) ranges of spatial correlation for diversity indices were small, on the order of 5–10 km, (ii) high proportions of provincewide diversity were realized for circular areas with radii as small as 15 km, (iii) diversity for both species and diameter exhibited strong northwest to southeast spatial patterns, and (iv) plot-level α diameter diversity was highly correlated with mean plot-level tree diameter.

La diversité structurale de la forêt a été estimée dans une province écologique du centre-nord des États-Unis d'Amérique en utilisant les données de près de 350 000 arbres étudiés dans plus de 12 000 placettes d'inventaire forestier. Chaque placette couvrait une superficie de 672 m2 et l'intensité d'échantillonnage était approximativement d'une placette par 2 400 ha. Deux indices ont été utilisés pour chacune des deux variables d'inventaire communément et précisément mesurées: le nombre d'espèces et l'indice de Shannon pour l'espèce d'arbre, et l'écart-type et l'indice de Shannon pour le diamètre des arbres. Quatre résultats importants peuvent être tirés de cette étude: (i) l'étendue de la corrélation spatiale des indices de diversité était faible, de l'ordre de 5 à 10 km, (ii) une proportion élevée de la diversité à l'échelle de la province a été calculée dans des surfaces circulaires dont le rayon est aussi petit que 15 km, (iii) la diversité en espèces et en diamètres avait une structure spatiale nettement définie du nord-ouest vers le sud-est et (iv) la diversité en diamètres α à l'échelle de la placette était fortement corrélée avec le diamètre moyen des arbres à l'échelle de la placette.

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