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Satellite observations of leaf area index decline following a spring 2010 heatwave in Ontario’s northern temperate forests

Increases in mean air temperature are thought to improve productivity in northern forests but site-specific observations have shown that high temperatures can have deleterious effects. This study reconstructs leaf area index (LAI) time series for the Great Lakes–St. Lawrence forest region of Ontario using SPOT vegetation optical satellite data and the University of Toronto v2 LAI algorithm to study the impact of a spring heatwave in 2010. The results indicate a decline in 2010 LAI values as compared to prior normal years (2006–2009), coincident with the onset of high spring temperatures, which lasts throughout the growing season. Fitting a linear mixed model shows a significant link between high temperatures and LAI declines throughout the study area. These results provide the first evidence of sustained declines in LAI, and by proxy productivity, following high spring temperatures at the landscape scale.

L'augmentation des températures moyennes de l'air est perçue comme étant un facteur favorable contribuant à la productivité des forêts plus nordiques, bien que des observations obtenues sur les terrains-mêmes aient plutôt démontré que ces hausses de température pouvaient avoir des effets néfastes. Cette étude vise à analyser l'Indice de Surface Foliaire (LAI) de la région forestière des Grands Lacs et du Saint-Laurent en Ontario, pour la période s'étendant de 2006 à 2010 inclusivement, et ce, par l'entremise de données obtenues par satellite (SPOT VGT) combinées à l'algorithme LAI v2 de l'Université de Toronto, afin de définir l'impact écologique de la vague de chaleur ayant eu lieu au printemps 2010. Les résultats de l’étude montrent une baisse anormale des valeurs de LAI en 2010, comparativement aux valeurs dans la normale obtenues durant les années précédentes (2006 à 2009), qui apparaît de façon coïncidente avec l’élévation des températures printanières et qui se maintient durant toute la saison de croissance. L'application d'un modèle linéaire mixte montre une corrélation significative entre les températures élevées et une diminution des valeurs de LAI, qui se répercute sur l'ensemble des données de la région géographique étudiée. Ces résultats constituent la première démonstration du déclin soutenu des valeurs de LAI, et, par le fait même, de la productivité, résultant d'une augmentation des températures

Authors: 
Ben Filewood, Alemu Gonsamo, & Sean C. Thomas
Journal: 
Canadian Journal of Remote Sensing
Year: 
2017
Volume: 
43
Issue: 
6
Pages: 
563-568
DOI: 
10.1080/07038992.2017.1386545