Boreal forest provenance tests used to predict optimal growth and response to climate change: 2. black spruce

Height, diameter, and survival data were obtained from 20 range-wide black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) provenance trials established from 1973 to 1977. Population response functions based on February minimum temperatures were developed for 23 Ontario and Great Lakes states provenances to predict climate values maximizing height growth for individual seed sources. Site transfer functions based on February maximum temperatures and May maximum temperatures were developed for five test sites to predict climate values maximizing height growth for test locations. Contour lines representing optimal performance were fitted to current (1961-1990) and future (2041-2070) climate grids. For black spruce seed sources from the east of Lake Superior and Lake Huron, optimal height growth was achieved between 45° and 47°N; for the western sources optimal performance moved north between 46° and 48°N. In eastern Ontario, height growth of northern sources may increase with transfer to warmer environments and with future temperature increases. Central sources are currently growing at or close to optimum and will be negatively affected by increased future temperatures. Southern sources may currently benefit from transfer to cooler environments, and the effects of global warming may cause significant height growth loss and the potential extirpation of local populations. Des donnees de hauteur, de diametre et de survie ont ete obtenues pour 20 tests de provenances d' epinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) etablis entre 1973 et 1977 a travers l'aire naturelle de repartition de cette essence. Des fonctions de response de la population bases sur la temperature minimum en fevrier ont ete developpees pour 23 provenances de l'Ontario et des Grands Lacs afin de predire les valeurs du climat qui maximisent la croissance en hauteur de provenances individuelles. Des fonctions de transfert de site basees sur la temperature maximum en fevrier et la temperature maximum en mai ont ete developpees pour cinq sites d'essai afin de predire les valeurs du climat qui maximisent la croissance en hauteur dans les sites d'essai. Des lignes de contour correspondant a la performance optimale ont ete ajustees aux grilles climatiques actuelles (1961-1990) et futures (2041-2070). Dans le cas des provenances d'epinette noire de l'est des lacs Superieur et Huron, la croissance optimale en hauteur survenait entre le 45 et 47°N; dans le cas des provenances de l'ouest, la performance optimale survenait plus au nord entre le 46 et 48° N. Dans l'est de l'Ontario, la croissance en hauteur des provenances nordiques pourrait augmenter en effectuant un transfert vers des milieux plus chauds ou a cause de l'augmentation future de la temperature. Les provenances centrales croissent presentement de facon optimale ou presque et seront affectees negativement par l'augmentation future de la temperature. Les provenances meridionales pourraient des maintenant beneficier d'un transfert vers des milieux plus froids et les effets du rechauffement global pourraient engendrer une perte significative de croissance en hauteur et la disparition potentielle des populations locales. [Traduit par la Redaction]
Introduction The primary force determining the vegetation of a region is climate--in particular temperature, precipitation, and seasonal variation (Adams 2007). Over the next century, increasing concentrations of atmospheric carbon dioxide [...]