Forest processes from stands to landscapes: exploring model forecast uncertainties using cross-scale model comparison

Forest management practices conducted primarily at the stand scale result in simplified forests with regeneration problems and low structural and biological diversity. Landscape models have been used to help design management strat- egies to address these problems. However, there remains a great deal of uncertainty that the actual management practices result in the desired sustainable landscape structure. To investigate our ability to meet sustainable forest management goals across scales, we assessed how two models of forest dynamics, a scaled-up individual-tree model and a landscape model, simulate forest dynamics under three types of harvesting regimes: clearcut, gap, and uniform thinning. Althougth 50- 100 year forecasts predicted average successional patterns that differed by less than 20% between models, understory dy- namics of the landscape model were simplified relative to the scaled-up tree model, whereas successional patterns of the scaled-up tree model deviated from empirical studies on the driest and wettest landtypes. The scale dependencies of both models revealed important weaknesses when the models were used alone; however, when used together, they could pro- vide a heuristic method that could improve our ability to design sustainable forest management practices. Resume´ : Les pratiques d'amenagement forestier qui sont surtout appliquees a l'echelle du peuplement entraoˆnent une sim- plification de la foret et engendrent des problemes de regeneration ainsi qu'une faible diversitestructurale et biologique. Des modeles de paysage ont eteutilises pour aider a elaborer des strategies qui s'attaquent aces problemes. Cependant, beaucoup d'incertitude persiste quant asavoir si les pratiques actuelles d'amenagement produisent une structure vraiment durable du paysage. Dans le but d'examiner notre capaciteaatteindre les objectifs de l'amenagement forestier durable peu importe l'echelle, nous avons evaluede quelle facon deux modeles de dynamique forestiere, un modele elargi d'arbre indi- viduel et un modele de paysage, simulent la dynamique de la foret soumise a trois regimes de coupe : rase, par trouees et eclaircie uniforme. Meme si les previsions sur 50 a 100 ans produisaient des patrons de succession moyens qui differaient par moins de 20 % selon le modele, la dynamique de sous-bois du modele de paysage etait simplifiee relativement au mo- dele elargi d'arbre individuel, tandis que les patrons de succession du modele elargi d'arbre individuel deviaient des etudes empiriques sur les stations les plus seches et les plus humides. Le fait que les deux modeles soient dependants de l'echelle fait ressortir d'importantes faiblesses lorsqu'ils sont utilisess eparement. Par contre, utilises ensemble ils pourraient fournir une methode heuristique capable d'ameliorer notre capaciteaconcevoir des pratiques d'amenagement forestier durable. (Traduit par la Redaction)