北アメリカ東部の混合林と針葉樹の生物気候領域におけるバルサムファーとクロトウヒの個体群の持続性

Persistence of balsam fir and black spruce populations in the mixedwood and coniferous bioclimatic domain of eastern North America.

• Yassine Messaoud
• Venceslas Goudiaby
• Yves Bergeron

抄録

南部の混合林（バルサムファーが優勢）と北部の針葉樹生物気候領域（クロマツが優勢）の間の北方生態系の境界線（北緯約49度）は、バルサムファーの再生が北に向かって減少していることで、クロマツ優勢への緩やかなシフトを説明できるかもしれない。7,010のサンプル圃場は、ケベック州森林動植物公園省から提供されたもので、大きな撹乱がないものである。バルサムモミとクロマツの再生（苗木の豊富さ）を、親木、主な土壌タイプ（粘土と耕作）、気候条件を考慮に入れて、2つの生物気候領域内と生物気候領域間で比較し、夏の生育度5℃以上（GDD_5）、夏の総降水量（5月～8月、PP_MA）に反映させた。親木と土壌の種類は、バルサムファーとクロマツの再生を決定した。バルサムファーとブラックスプルースは、それぞれ混合林と針葉樹の生物気候領域で高い再生を示した。全体的に、バルサムファーでは土壌改良を行った土壌で、ブラックスプルースでは粘土質土壌で高い再生が得られた。GDD_5とPP_MAは、粘土質土壌と耕作地土壌でのバルサムファーの再生にはそれぞれ有益であったが、ブラックスプルースの再生には有害であった。集団レベルでは、バルサムファーの再生を維持するためには、混合林では親木の基底面積の少なくとも28％、針葉樹の生物気候領域では38％の再生が必要であったが、黒トウヒでは82％の再生が必要であった。しかし、クロマツでは、混合林では親木基底面積の82％、針葉樹では79％の再生が必要であった。混合林の生物気候領域の北限では、バルサムファーの再生が北に向かって徐々に減少していることが原因であると考えられる。しかし、バルサムファーはこの北限よりも北側では、小規模な親木がパッチ的に発生していることと、樹勢基盤が良好であることから、今もなお存続していると考えられる。

The boreal ecocline (ca 49°N) between the southern mixedwood (dominated by balsam fir) and the northern coniferous bioclimatic domain (dominated by black spruce) may be explained by a northward decrease of balsam fir regeneration, explaining the gradual shift to black spruce dominance. 7,010 sample plots, with absence of major disturbances, were provided by the Quebec Ministry of Forest, Fauna, and Parks. The regeneration (sapling abundance) of balsam fir and black spruce were compared within and between the two bioclimatic domains, accounting for parental trees, main soil type (clay and till) and climate conditions, reflected by summer growing degree-days above 5°C (GDD_5), total summer precipitation (May-August; PP_MA). Parental trees and soil type determined balsam fir and black spruce regeneration. Balsam fir and black spruce, respectively, showed higher regeneration in the mixedwood and the coniferous bioclimatic domains. Overall, higher regeneration was obtained on till for balsam fir, and on clay soils for black spruce. GDD_5 and PP_MA were beneficial for balsam fir regeneration on clay and till soils, respectively, while they were detrimental for black spruce regeneration. At a population level, balsam fir required at least 28% of parental tree basal area in the mixedwood, and 38% in the coniferous bioclimatic domains to maintain a regeneration at least equal to the mean regeneration of the whole study area. However, black spruce required 82% and 79% of parental trees basal area in the mixedwood and the coniferous domains, respectively. The northern limit of the mixedwood bioclimatic domain was attributed to a gradual decrease toward the north of balsam fir regeneration most likely due to cooler temperatures, shorter growing seasons, and decrease of the parental trees further north of this northern limit. However, balsam fir still persists above this northern limit, owing to a patchy occurrence of small parental trees populations, and good establishment substrates.