Girardin, Martin P., Guo, Xiao Jing, Metsaranta, Juha, Gervais, David, Campbell, Elizabeth, Arsenault, Andre, Isaac-Renton, Miriam, Harvey, Jill E., Bhatti, Jag, and Hogg, Edward H.
Understanding the magnitude and cause of variation in tree growth and forest productivity is central to sustainable forest management. Measurements of annual growth rings allow assessments of individual-tree, tree population, and forest ecosystem vulnerabilities to drought stress or other changing forest disturbance regimes (insects, diseases, fire), which can be used to identify areas at greatest risk of forest losses. Given a heightened demand for tree-ring data, we consolidated and synthesized tree-ring studies and datasets gathered over the past 30 years in Canada by scientists with the Canadian Forest Service and research partners. We incorporated these datasets into a data repository that currently contains tree-ring measurements from 40 206 tree samples from 4594 sites and 62 tree species from all Canadian provinces and territories. Through our synthesis, we demonstrate the value of such large ensembles of tree-ring data for identifying patterns in tree growth over large spatial scales by mapping pan-Canadian drought sensitivity. Overall, we found high coherence in the samples analyzed; low coherence was generally limited to data-poor regions and species. Drought sensitivity was widespread across species and regions: 34% of sampled trees displayed a significant positive relationship between annual growth increment and summer soil moisture index. Dependence upon water availability in species Picea mariana (Mill.) BSP, Pinus banksiana Lamb., Pinus contorta Douglas ex Loudon, and Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco was more strongly expressed in the warmest regions of the species' range; for species Picea glauca (Moench) Voss and Populus tremuloides Michx., drought sensitivity was stronger in the driest regions. This unprecedented consolidation and synthesis of tree-ring data will enable new research initiatives (e.g., meta-analyses) aimed at improved understanding of the drivers, patterns, and implications of changes in tree growth, as well as facilitating new research collaborations in earth and environmental sciences. Among other things, there is a need for expanding the spatial distribution of sites across Canada's northern regions, increasing the number of samples collected from older stands and angiosperm species, and integrating datasets from studies that evaluate the effects of silvicultural experiments, including provenance and progeny trials, on tree growth. Key words: tree rings, multispecies database, annual growth responses, drought, Canada. II est essentiel de comprendre l'ampleur et la cause de la variation de la croissance des arbres et de la productivity des forets pour une gestion durable de celles-ci. Les mesures des cernes de croissance annuels permettent d'evaluer la vulnerabilite des arbres individuels, des populations d'arbres et des ecosystemes forestiers au stress de la secheresse ou a d'autres regimes changeants de perturbation des forets (insectes, maladies, incendies), ce qui peut etre utilise pour identifier les zones les plus exposees au risque de pertes forestieres. Compte tenu de la demande accrue de donnees sur les cernes de croissance des arbres, les auteurs ont consolide et synthetise les etudes et les ensembles de donnees sur les cernes de croissance d'arbres, recueillis au cours des 30 dernieres annees au Canada par les scientifiques du Service canadien des forets et des partenaires de recherche. lis ont integre ces ensembles de donnees dans un depot de donnees qui comprend actuellement les mesures des cernes de 40 206 echantillons d'arbres provenant de 4594 sites et de 62 especes d'arbres de toutes les provinces et territoires du Canada. Grace a cette synthese, les auteurs demontrent la valeur de ces grands ensembles de donnees sur les cernes de croissance des arbres pour identifier les patrons de croissance des arbres a de grandes echelles spatiales en cartographiant la sensibilite a la secheresse a l'echelle pancanadienne. Dans l'ensemble, ils ont constate une grande coherence dans les echantillons analyses; la faible coherence etait generalement limitee aux regions et aux especes pour lesquelles les donnees etaient insuffisantes. La sensibilite a la secheresse etait tres repandue parmi les especes et les regions : 34 % des arbres echantillonnes presentaient une relation positive significative entre l'augmentation annuelle de la croissance et l'indice d'humidite du sol en ete. La dependance a l'egard de la disponibilite de l'eau chez les especes Picea mariana (Mill.) BSP, Pinus banksiana Lamb., Pinus contorta Douglas ex Loudon et Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco etait plus fortement exprimee dans les regions les plus chaudes de l'aire de repartition des especes; pour les especes Piceaglauca (Moench) Voss et Populus tremuloides Michx., la sensibilite a la secheresse etait plus forte dans les regions les plus seches. Cette consolidation et cette synthese sans precedent des donnees sur les anneaux des arbres permettront de nouvelles initiatives de recherche (par exemple, des meta-analyses) visant a ameliorer la comprehension des facteurs, des patrons et des implications des changements dans la croissance des arbres, ainsi qu'a faciliter de nouvelles collaborations de recherche en sciences de la terre et en environnement. II est notamment necessaire d'elargir la repartition spatiale des sites dans les regions nordiques du Canada, d'augmenter le nombre d'echantillons preleves dans les vieux peuplements et les especes d'angiospermes, et d'integrer les ensembles de donnees provenant d'etudes qui evaluent les effets des experiences sylvicoles, y compris des essais de provenance et de descendance, sur la croissance des arbres. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: anneaux des arbres, base de donnees multiespeces, reponses de croissance annuelle, secheresse, Canada., 1. Introduction Tree rings--succeeding bands of light wood produced in the spring (earlywood) and dark wood formed at the end of the summer (latewood)--reflect the life history and environment of [...]