Forest composition following overstory mortality from southern pine beetle and associated treatments

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Abstract

Bark beetle caused mortality continues to play a critical role in determining the composition and structure of forests in North America, and revegetation dynamics following these disturbances are poorly understood. We assessed forest composition following southern pine beetle, Dendroctonus frontalis Zimmermann, mortality and associated cut and leave suppression, and compared them with undisturbed loblolly pine, Pinus taeda L., stands in Texas. Abundant hardwood regeneration dominated the understory, with little loblolly pine regeneration following either mortality event. Disturbances eliminated loblolly pine dominance in these even-aged stands, thus stratifying forest structure and apparently increasing stem density (stems·ha−1), richness (species·ha−1), and diversity (ha) in the lower strata. Aspect and elevation, presumably through influences on site moisture, were the primary gradients associated with vegetation variation in the canonical correspondence analyses for new regeneration. Mortality from Dendroctonus and cut and leave practices shifted loblolly pine communities to mixed upland hardwoods in model predictions generated by the southern variant of the Forest Vegetation Simulator. In addition to being an effective bark beetle control, cut and leave suppression did not alter predicted forest composition 50 years hence when compared with unsuppressed bark beetle-caused mortality. Because of the predicted shift to hardwood domination and a low pine basal area, it is expected that mortality from D. frontalis and cut and leave will substantially reduce future hazards from D. frontalis outbreaks.

La mortalité causée par les scolytes continue d'avoir un impact significatif sur la composition et la structure des forêts en Amérique du Nord et la dynamique de la végétalisation à la suite de ces perturbations est mal comprise. Nous avons évalué la composition de la forêt à la suite de la mortalité causée par le dendroctone méridional du pin (Dendroctonus frontalis Zimmermann) et de sa suppression par la méthode qui consiste à couper et à abandonner les débris sur place et nous l'avons comparée à celle de peuplements non perturbés de pin à encens (Pinus taeda L.) au Texas. Une régénération abondante de feuillus dominait le sous-étage et la régénération de pin à encens était faible à la suite de l'un ou l'autre des épisodes de mortalité. Les perturbations ont éliminé la dominance du pin à encens dans ces peuplements équiennes, ce qui a entraîné la stratification de la structure de la forêt et l'augmentation apparente de la densité (tiges·ha−1), de la richesse (espèces·ha−1) et de la diversité (ha) en espèces dans les strates inférieures. L'exposition et l'altitude, vraisemblablement à cause de leur influence sur l'humidité de la station, étaient les principaux gradients associés à la variation de la végétation dans les analyses canoniques des correspondances de la régénération récente. La mortalité causée par le dendroctone et les interventions avec la méthode de la coupe et abandon ont transformé les communautés de pin à encens en forêts feuillues mélangées des hautes terres dans les prédictions générées par la variante méridionale du modèle de simulation de la végétation forestière. En plus d'être un moyen de lutte efficace contre les scolytes, la suppression avec la méthode de la coupe et abandon n'a pas modifié la composition prédite de la forêt, même après 50 ans, comparativement à l'absence de suppression de la mortalité causée par les scolytes. Étant donné l'évolution prévue vers une dominance des feuillus et une faible surface terrière du pin, la mortalité causée par le dendroctone ainsi que l'utilisation de la méthode de la coupe et abandon devraient réduire de façon substantielle les risques futurs d'épidémie du dendroctone.

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