Dendroecological detection of spruce bark beetle outbreaks in northwestern Colorado

Karen S. Eisenhart and Thomas T. Veblen

Abstract: Episodic outbreaks of Dendroctonus rufipennis (Kirby), the spruce bark beetle, have greatly influenced the structure of subalpine forests in northern Colorado. During the 1940s, much of the subalpine zone of northwestern Colorado was severely affected by beetle outbreak; also, tree-ring and photographic evidence suggest that large-scale outbreaks occurred in the 19th century. The present study focused on tree-ring methods to examine the regional extent and synchrony of pre-20th-century beetle outbreaks in northwestern Colorado. Results from examination of both live and dead Engelmann spruce (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) tree rings in nine stands were compared with results of previous tree-ring studies in the same region. Evidence of past canopy disturbance included episodes of tree mortality in conjunction with sustained increases in radial growth rates. We identified regional outbreaks of spruce beetle by synchronous and sustained growth release in trees from disjunct stands. These new tree-ring records, along with previously published records, indicate that severe and widespread canopy disturbances, probably spruce beetle outbreaks, affected northwestern Colorado in 1716-1750, 1827-1845, 1860-1870, and 1940-1960. These results support earlier findings that large-scale outbreaks of spruce beetle have long been an important component of the dynamics of subalpine forests in Colorado.

Résumé : Les épidémies périodiques de Dendroctonus rufipennis (Kirby), le dendroctone de l'épinette, ont grandement influencé la structure des forêts subalpines du nord du Colorado. La majeure partie de la zone subalpine du nord-ouest du Colorado a été sévèrement affectée par une épidémie du dendroctone durant les années 1940. Des indices photographiques et dendrochronologiques suggèrent que des épidémies importantes sont survenues au cours du 19e siècle. Cette étude met l'accent sur les méthodes dendrochronologiques pour étudier l'étendue régionale et la synchronicité des épidémies de l'insecte antérieures au 20^e siècle dans le nord-ouest du Colorado. Les résultats de l'étude dendrochronologique d'épinettes d'Engelmann (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) mortes et vivantes dans neuf peuplements ont été comparés aux résultats d'études dendrochronologiques antérieures dans la même région. Les indices de perturbations passées de la canopée incluaient des épisodes de mortalité des arbres parallèlement à des augmentations soutenues des taux de croissance radiale. Nous avons repéré les épidémies régionales du dendroctone de l'épinette grâce à des poussées de croissance synchrones et soutenues chez des arbres provenant de peuplements séparés. Ces nouvelles données dendrochronologiques, combinées à des données publiées précédemment, montrent que des perturbations sévères et très répandues de la canopée, probablement des épidémies du dendroctone de l'épinette, ont affecté le nord-ouest du Colorado de 1716 à 1750, de 1827 à 1845, de 1860 à 1870 et de 1940 à 1960. Ces résultats supportent les résultats antérieurs montrant que des épidémies très étendues du dendroctone de l'épinette sont depuis longtemps une composante importante de la dynamique des forêts subalpines du Colorado.

[Traduit par la Rédaction]