1. Positive response of tree productivity to warming is reversed by increased tree density at the Arctic tundra-taiga ecotone
- Author
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Walker, X.J., Alexander, H.D., Berner, L.T., Boyd, M.A., Loranty, M.M., Natali, S.M., and Mack, M.C.
- Subjects
Arctic -- Environmental aspects ,Global warming -- Environmental aspects ,Trees -- Environmental aspects -- Distribution ,Taigas -- Environmental aspects ,Tundras -- Environmental aspects ,Company distribution practices ,Earth sciences - Abstract
The transition zone between the northern boreal forest and the Arctic tundra, known as the tundra-taiga ecotone (TTE) has undergone rapid warming in recent decades. In response to this warming, tree density, growth, and stand productivity are expected to increase. Increases in tree density have the potential to negate the positive impacts of warming on tree growth through a reduction in the active layer and an increase in competitive interactions. We assessed the effects of tree density on tree growth and climate-growth responses of Cajander larch (Larix cajanderi Mayr.) and on trends in the normalized difference vegetation index (NDVI) in the TTE of Northeast Siberia. We examined 19 mature forest stands that all established after a fire in 1940 and ranged in tree density from 300 to 37 000 stems * [ha.sup.-1]. High-density stands with shallow active layers had lower tree growth, higher stand productivity, and more negative growth responses to growing season temperatures compared with low-density stands with deep active layers. Variation in stand productivity across the density gradient was not captured by Landsat-derived NDVI, but NDVI did capture annual variations in stand productivity. Our results suggest that the expected increases in tree density following fires at the TTE may effectively limit tree growth and that NDVI is unlikely to capture increasing productivity associated with changes in tree density. Key words: larch, boreal, normalized difference vegetation index (NDVI), climate change, competition, Landsat. La zone de transition entre la foret boreale nordique et la toundra arctique, connue sous le nom d'ecotone de la toundra et de la taiga (ETT), s'est rechauffee rapidement au cours des dernieres decennies. En reaction a ce rechauffement, on prevoit une augmentation de la densite et de la croissance des arbres, de meme que de la productivite des peuplements. L'augmentation de la densite des arbres pourrait annuler les effets positifs du rechauffement sur la croissance des arbres par une reduction de la couche active et une augmentation des interactions competitives. Nous avons evalue l'effet de la densite des arbres sur la croissance et la reponse de la croissance au climat du meleze de Dahurie (Larix cajanderi Mayr.), ainsi que sur les tendances de l'indice de vegetation par difference normalisee (IVDN) dans l'ETT du nord-est de la Siberie. Nous avons etudie 19 peuplements forestiers matures qui se sont tous etablis apres un feu survenu en 1940 et dont la densite variait de 300 a 37000 tiges * [ha.sup.-1]. Les peuplements a forte densite avec une strate active peu profonde etaient associes a une plus faible croissance des arbres, une plus forte productivite des peuplements et une reaction de croissance plus negative aux temperatures de la saison de croissance que les peuplements a faible densite avec une strate active profonde. La variation de la productivite des peuplements le long du gradient de densite n'a pas ete detectee par l'IVDN derive de Landsat, mais l'IVDN a detecte les variations annuelles de la productivite des peuplements. Nos resultats indiquent que l'augmentation prevue de la densite des arbres a la suite de feux dans l'ETT peut effectivement limiter la croissance des arbres et que l'IVDN est peu susceptible de detecter l'augmentation de la productivite associee aux changements de la densite des arbres. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : meleze, boreal, indice de vegetation par difference normalisee (IVDN), changements climatiques, competition, Landsat., Introduction Global climate change is expected to alter the structure and composition of vegetation in transition zones between biomes via species range shifts (Lenoir and Svenning 2015). The transition zone [...]
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- 2021
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