Contrasting the temporal dynamics of stand structure in even- and uneven-sized Picea abies dominated stands

Although proposed as a means of increasing structural diversity in managed forests, the impact of single-tree selection on the temporal dynamics of three-dimensional structure has not been previously evaluated. Forest structural development in Picea-dominated stands was contrasted over 15 years in stem-mapped randomized plots in southern Finland that underwent either low thinning (creating the even-sized (ES) structure of a bell-shaped diameter distribution) or single-tree selection (maintaining the uneven-sized (UES) structure of a reverse-J-shaped distribution) through multiple harvest entries. Structure was quantified with nonspatial stand attributes (e.g., density) and indices that quantify spatially explicit relationships among neighboring trees (e.g., structural complexity index (SCI)). Over time, three-dimensional structure reflected differential tree growth and mortality, resulting in minor changes in tree composition, spatial pattern, and tree size differentiation and somewhat greater changes in the SCI. The third harvest entry simplified the forest structure in both structure types. However, structural metrics such as the variability of tree diameters, tree size differentiation, and the SCI recovered to preharvest levels within 2-4 years in UES plots, whereas no recovery was seen in the ES structure type. Single-tree selection was demonstrated to perpetuate the uneven-sized structure associated with natural nonpyrogenic Picea-dominated forests. Resume: Bien que le jardinage par pied d'arbre ait ete suggere comme moyen pour augmenter la diversite structurale des forets amenagees, son impact sur la dynamique temporelle de la structure tridimensionnelle n'a pas encore ete evalue. Le developpement de la structure forestiere de peuplements domines par Picea a ete compare, sur une periode de 15 ans, dans des placettes etablies au hasard dans le sud de la Finlande et dans lesquelles les arbres etaient cartographies. Les peuplements ont ete soumis soit a des eclaircies repetees par le bas (creant une structure equienne (SE) caracterisee par une distribution des diametres en forme de cloche), soit a des traitements repetes de jardinage par pied d'arbre (maintenant une structure inequienne (SI) caracterisee par une distribution des diametres en forme de J inverse). La structure des peuplements a ete quantifiee a l'aide d'attributs non spatiaux (p. ex. la densite) et d'indices quantifiant des relations spatialement explicites entre les arbres voisins (p. ex. l'indice de complexite structurale (ICS)). Au fil du temps, la structure tridimensionnelle refletait les differences de croissance et de mortalite des arbres, ce qui a entraine des modifications mineures de la composition des peuplements, du patron spatial et de la differenciation de la taille des arbres ainsi que des modifications un peu plus importantes de l'ICS. La troisieme recolte a simplifie la structure forestiere des deux types de structure. Cependant, les mesures de structure, comme la variabilite du diametre des arbres, la differenciation de la taille des arbres et l'ICS, avaient repris leurs valeurs initiales 2 a 4 ans plus tard dans le cas des placettes a SI alors que nous n'avons pas observe de retour aux valeurs initiales dans le cas des placettes a SE. Nous avons demontre que le jardinage par pied d'arbre pouvait perpetuer la structure inequienne associee aux forets naturelles dominees par Picea, une espece non adaptee au passage du feu. [Traduit par la Redaction]
Introduction Silviculture is now charged with recreating the natural structural complexity and habitat heterogeneity that has been lost in many stands through intensive forestry (Kuuluvainen 2002). Timber production oriented silviculture [...]