A national tree-ring data repository for Canadian forests (CFS-TRenD): structure, synthesis, and applications.

Understanding the magnitude and cause of variation in tree growth and forest productivity is central to sustainable forest management. Measurements of annual growth rings allow assessments of individual-tree, tree population, and forest ecosystem vulnerabilities to drought stress or other changing forest disturbance regimes (insects, diseases, fire), which can be used to identify areas at greatest risk of forest losses. Given a heightened demand for tree-ring data, we consolidated and synthesized tree-ring studies and datasets gathered over the past 30 years in Canada by scientists with the Canadian Forest Service and research partners. We incorporated these datasets into a data repository that currently contains tree-ring measurements from 40 206 tree samples from 4594 sites and 62 tree species from all Canadian provinces and territories. Through our synthesis, we demonstrate the value of such large ensembles of tree-ring data for identifying patterns in tree growth over large spatial scales by mapping pan-Canadian drought sensitivity. Overall, we found high coherence in the samples analyzed; low coherence was generally limited to data-poor regions and species. Drought sensitivity was widespread across species and regions: 34% of sampled trees displayed a significant positive relationship between annual growth increment and summer soil moisture index. Dependence upon water availability in species Picea mariana (Mill.) BSP, Pinus banksiana Lamb., Pinus contorta Douglas ex Loudon, and Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco was more strongly expressed in the warmest regions of the species' range; for species Picea glauca (Moench) Voss and Populus tremuloides Michx., drought sensitivity was stronger in the driest regions. This unprecedented consolidation and synthesis of tree-ring data will enable new research initiatives (e.g., meta-analyses) aimed at improved understanding of the drivers, patterns, and implications of changes in tree growth, as well as facilitating new research collaborations in earth and environmental sciences. Among other things, there is a need for expanding the spatial distribution of sites across Canada's northern regions, increasing the number of samples collected from older stands and angiosperm species, and integrating datasets from studies that evaluate the effects of silvicultural experiments, including provenance and progeny trials, on tree growth. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Il est essentiel de comprendre l'ampleur et la cause de la variation de la croissance des arbres et de la productivité des forêts pour une gestion durable de celles-ci. Les mesures des cernes de croissance annuels permettent d'évaluer la vulnérabilité des arbres individuels, des populations d'arbres et des écosystèmes forestiers au stress de la sécheresse ou à d'autres régimes changeants de perturbation des forêts (insectes, maladies, incendies), ce qui peut être utilisé pour identifier les zones les plus exposées au risque de pertes forestières. Compte tenu de la demande accrue de données sur les cernes de croissance des arbres, les auteurs ont consolidé et synthétisé les études et les ensembles de données sur les cernes de croissance d'arbres, recueillis au cours des 30 dernières années au Canada par les scientifiques du Service canadien des forêts et des partenaires de recherche. Ils ont intégré ces ensembles de données dans un dépôt de données qui comprend actuellement les mesures des cernes de 40 206 échantillons d'arbres provenant de 4594 sites et de 62 espèces d'arbres de toutes les provinces et territoires du Canada. Grâce à cette synthèse, les auteurs démontrent la valeur de ces grands ensembles de données sur les cernes de croissance des arbres pour identifier les patrons de croissance des arbres à de grandes échelles spatiales en cartographiant la sensibilité à la sécheresse à l'échelle pancanadienne. Dans l'ensemble, ils ont constaté une grande cohérence dans les échantillons analysés; la faible cohérence était généralement limitée aux régions et aux espèces pour lesquelles les données étaient insuffisantes. La sensibilité à la sécheresse était très répandue parmi les espèces et les régions : 34 % des arbres échantillonnés présentaient une relation positive significative entre l'augmentation annuelle de la croissance et l'indice d'humidité du sol en été. La dépendance à l'égard de la disponibilité de l'eau chez les espèces Picea mariana (Mill.) BSP, Pinus banksiana Lamb., Pinus contorta Douglas ex Loudon et Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco était plus fortement exprimée dans les régions les plus chaudes de l'aire de répartition des espèces; pour les espèces Picea glauca (Moench) Voss et Populus tremuloides Michx., la sensibilité à la sécheresse était plus forte dans les régions les plus sèches. Cette consolidation et cette synthèse sans précédent des données sur les anneaux des arbres permettront de nouvelles initiatives de recherche (par exemple, des méta-analyses) visant à améliorer la compréhension des facteurs, des patrons et des implications des changements dans la croissance des arbres, ainsi qu'à faciliter de nouvelles collaborations de recherche en sciences de la terre et en environnement. Il est notamment nécessaire d'élargir la répartition spatiale des sites dans les régions nordiques du Canada, d'augmenter le nombre d'échantillons prélevés dans les vieux peuplements et les espèces d'angiospermes, et d'intégrer les ensembles de données provenant d'études qui évaluent les effets des expériences sylvicoles, y compris des essais de provenance et de descendance, sur la croissance des arbres. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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