Fifty years of partial harvesting in a mixed mesophytic forest: composition and productivity

Thomas M Schuler
2004 Canadian Journal of Forest Research  
Long-term silvicultural trials contribute to sustainable forest management by providing a better scientific understanding of how forest ecosystems respond to periodic timber harvesting. In this study, species composition, diversity, and net periodic growth of tree species in a mixed mesophytic forest in the central Appalachians were evaluated after about a half century of management. Three partial cutting practices on 18 research compartments and on 3 unmanaged reference compartments were
more » ... ted on 280 ha. Single-tree selection, diameter-limit harvesting, and timber harvesting in 0.162-ha patches were assessed on three northern red oak site index 50 (SI) classes: 24, 21, and 18. Shannon-Weiner's diversity index (H′) declined from the first (1951-1959) to last (1987-2001) measurements and was related to both SI (P = 0.004) and treatment (P = 0.009). Sugar maple (Acer saccharum Marsh.) and red maple (Acer rubrum L.) were the two most abundant species in recent years (1987)(1988)(1989)(1990)(1991)(1992)(1993)(1994)(1995)(1996)(1997)(1998)(1999)(2000)(2001); in contrast, in initial inventories (1951)(1952)(1953)(1954)(1955)(1956)(1957)(1958)(1959), northern red oak (Quercus rubra L.) and chestnut oak (Quercus prinus L.) were most abundant. Net periodic annual increment (PAI) of merchantable trees (DBH ≥12.7 cm) was related to both SI (P = 0.004) and treatment (P = 0.003). Mean PAI ranged from 4.6 m 3 ·ha -1 ·year -1 for single-tree selection to 2.5 m 3 ·ha -1 ·year -1 for unmanaged reference areas across all SI classes. The decline of oak species suggests that only intensive and specific forest management focused on maintaining oak species can obtain historical levels of diversity. Résumé : Les expériences sylvicoles à long terme contribuent à l'aménagement forestier durable en procurant une meilleure compréhension scientifique de la façon dont les écosystèmes forestiers réagissent à une récolte périodique de matière ligneuse. Dans cet article, la composition en espèces, la diversité et la croissance périodique nette des espèces arborescentes dans une forêt mésique mixte de la zone centrale des Appalaches ont été évaluées après un demi-siècle d'aménagement. Trois méthodes de coupe partielle dans 18 compartiments expérimentaux et trois compartiments témoins non aménagés ont été évalués sur une superficie de 280 ha. La coupe de jardinage par pied d'arbre, la coupe à diamètre limite et la coupe par trouées de 0,162 ha ont été évaluées pour trois classes d'indice 50 de station du chêne rouge : 24, 21 et 18. L'indice de diversité de Shannon-Weiner (H′) a diminué du premier (1951-1959) au dernier (1987-2001) inventaire et était relié à la fois à l'indice de station (P = 0,004) et au traitement (P = 0,009). L'érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) et l'érable rouge (Acer rubrum L.) étaient les deux espèces les plus abondantes au cours des dernières années (1987)(1988)(1989)(1990)(1991)(1992)(1993)(1994)(1995)(1996)(1997)(1998)(1999)(2000)(2001), alors que le chêne rouge (Quercu rubra L.) et le chêne châtaignier (Querca prinus L.) étaient les espèces les plus abondantes lors des premiers inventaires (1951)(1952)(1953)(1954)(1955)(1956)(1957)(1958)(1959). L'accroissement périodique net des tiges marchandes (dhp ≥ 12,7 cm) était relié à la fois à l'indice de station (P = 0,004) et au traitement (P = 0,003). L'accroissement périodique moyen pour l'ensemble des catégories d'indice de station variait de 4,6 m 3 ·ha -1 ·an -1 dans le cas du jardinage par pied d'arbre à 2,5 m 3 ·ha -1 ·an -1 dans les compartiments témoins non aménagés. La disparition des espèces de chênes montre que seul un aménagement forestier intensif et spécifique qui met l'accent sur le maintien des espèces de chênes peut atteindre des niveaux historiques de diversité. [Traduit par la Rédaction] Schuler 997
doi:10.1139/x03-262 fatcat:mpebala47jb63ctuszejct63ee