Creating boreal mixedwoods by planting spruce under aspen: successful establishment in uncertain future climates

Planting white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) under established aspen (Populus tremuloides Michx.) stands has substantial potential for regenerating mixedwood ecosystems in the western Canadian boreal forest. The presence of an aspen overstory serves to ameliorate frost and winter injury problems and suppresses understory vegetation that may compete with white spruce. Under future climatic regimes with more frequent and severe drought episodes, underplanting may be a cost-effective strategy for lowering the risk of mortality in mixedwood regeneration. We examine the growth of white spruce during the first 18 years after being planted beneath a 39-year-old stand of trembling aspen. Treatments included thinning from over 6000 stemsx[ha.sup.-1] to 3000, 2000, and 1000 stemsx[ha.sup.-1] and fertilization. Initial stimulation of understory vegetation by fertilization had no measureable effect on spruce heights or diameters at year 18. Aspen thinning treatments did not have a significant effect on spruce height growth rates after spruce crowns had emerged above the understory shrub layer due to rapid aspen basal area increases after thinning. Small, but significant, increases for spruce height and diameter were present in the 1000 and 2000 stemsx[ha.sup.-1] aspen thinnings. A much wider range of aspen stand conditions may be suitable for planting spruce to create mixedwood ecosystems than has been previously considered. Key words: white spruce, aspen, boreal mixedwood, underplanting, thinning. La plantation d'epinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) sous un couvert de peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) a un potentiel interessant pour regenerer les ecosystemes mixtes de la foret boreale de l'Ouest canadien. La presence d'un couvert dominant de peuplier est utile pour attenuer les problemes de gel et de blessures hivernales et pour reprimer la vegetation de sous-etage qui peut concurrencer l'epinette blanche. Sous les futurs regimes climatiques caracterises par des episodes de secheresse plus frequents et plus severes, la plantation sous couvert peut constituer une strategie rentable pour diminuer les risques de mortalite de la regeneration dans les peuplements mixtes. Nous etudions la croissance de plants d'epinette blanche au cours des 18 premieres annees apres leur plantation sous un peuplement de peuplier faux-tremble age de 39 ans. Les traitements incluent des eclaircies faisant passer la densite du peuplement de 6000 tigesx[ha.sup.-1] a 3000, 2000 et 1000 tigesx[ha.sup.-1], ainsi que la fertilisation. La stimulation initiale de la vegetation de sous-etage par la fertilisation n'a pas eu d'effet mesurable sur la hauteur ou le diametre de l'epinette blanche apres 18 ans. Les traitements d'eclaircie du peuplier n'ont pas eu d'effet significatif sur le taux de croissance en hauteur de l'epinette apres que leur cime ait depasse la strate arbustive du sous-etage parce que la surface terriere du peuplier a augmente rapidement apres les eclaircies. Une augmentation faible, mais significative, de la hauteur et du diametre des epinettes a ete observee dans les eclaircies du peuplier qui ont laisse 1000 et 2000 tigesx[ha.sup.-1]. Une gamme de conditions de peupleraie beaucoup plus large que ce qui a ete precedemment envisage pourrait convenir a la plantation d'epinette dans le but de creer des ecosystemes mixtes. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : epinette blanche, peuplier faux-tremble, peuplements boreaux mixtes, plantation sous couvert, eclaircie.
Introduction The underplanting of mature (40- to 60-year-old) trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) stands with white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) has been recommended as a feasible mixedwood management silviculture [...]