Pine mistletoe (Viscum album ssp. austriacum) contributes to Scots pine (Pinus sylvestris) mortality in the Rhone valley of Switzerland

Die Mistel (Viscum album ssp. austriacum) trägt zum Absterben der Kiefern (Pinus sylvestris) im Schweizer Rhonetal bei

Authors


Summary

In recent years unusual high mortality of Scots pine (Pinus sylvestris) has been observed in the Swiss Rhone Valley. The exact causes, however, are not known. At a 2-ha monitoring plot, tree mortality and crown condition have been monitored since 1996. Between 1996 and 2004, 59% of the Scots pines died, most of them following the drought periods 1996–1998 and 2003–2004, while only 15% of the deciduous trees died. Crown transparency, needle discolouration, dead branch percentage, mistletoe (Viscum album ssp. austriacum) rating, Tomicus sp. shoot feeding, male flowering effect, tree stem diameter, crown shading and social tree class assessed in 1998 were used in a logistic regression model to predict tree mortality. Crown transparency, mistletoe rating and percentage of dead branches were found significant in the model and the probability of tree mortality increased with increasing rankings of these parameters. Needle discolouration could be used to substitute ‘dead branch percentage’ as predictor. While crown transparency increased with mistletoe rating, for trees in the same transparency class, trees with medium and heavy mistletoe infection were two to four times more likely to die than trees with no or only low mistletoe infection. For the surviving trees we found that trees with mistletoes showed a significantly higher increase in transparency in the year following a drought than trees without, while in a drought year the opposite was true. At the beginning of the observations no significant differences in transparency had been found between the trees with and without mistletoe. However, by the end of the observation period trees with mistletoe had significantly higher crown transparency. We conclude that mistletoe infection can be considered as both a predisposing factor for tree death, by increasing needle loss following drought and a contributing factor by increasing water stress during drought.

Résumé

Une forte mortalité des pins sylvestres (Pinus sylvestris) a été observée ces dernières années dans la vallée du Rhône en Suisse. Les causes exactes n'en sont pas connues. La mortalité des arbres et l’état des houppiers ont été suivis depuis 1996 dans une parcelle de 2 ha. Entre 1996 et 2004, 59% des pins sylvestres sont morts, la plupart après les périodes de sécheresse de 1996–98 et 2003–2004, comparéà 15% pour les feuillus. La transparence des houppiers, le jaunissement des aiguilles, le pourcentage de mortalité de branches, une note d'importance du gui (Viscum album ssp. austriacum), les attaques d'alimentation sur pousses par Tomicus sp., la floraison mâle, le diamètre du tronc, l'ombrage du houppier et le statut social des arbres, mesurés en 1998, ont été utilisés dans un modèle de régression logistique pour prédire la mortalité des arbres. La transparence des houppiers, le taux de gui et le pourcentage de branches mortes sont des variables significatives, dont l'augmentation est associée à une augmentation de la probabilité de mortalité des arbres. Le jaunissement des aiguilles pourrait être substituée à la mortalité des branches comme variable prédictrice. Tandis que la transparence des houppiers augmente avec le taux de gui, au sein de la même classe de transparence, les arbres avec une infestation de gui moyenne à forte ont une probabilité de mortalité 2 à 4 fois plus élevée que les arbres à infestation faible ou nulle. Chez les arbres survivants, on observe que les arbres porteurs de gui ont une augmentation plus forte de la transparence du houppier l'année suivant une sécheresse que les arbres sans gui, l'inverse étant vrai pendant une année sèche. La différence de transparence des houppiers entre arbres porteurs de gui et arbres sans gui n’était pas significative au début des observations, alors qu’à la fin de la période, les arbres avec gui ont une transparence plus forte. Nous concluons que l'infestation par le gui peut être considérée à la fois comme un facteur prédisposant à la mortalité, en augmentant la perte d'aiguilles après sécheresse, et un facteur contribuant, en augmentant le stress hydrique pendant la sécheresse.

Zusammenfassung

Seit einigen Jahren werden im Schweizer Rhonetal hohe Absterberaten der gemeinen Kiefer (Pinus sylvestris L.) beobachtet. Die genauen Ursachen sind bis jetzt unbekannt. Auf der zwei Hektar grossen langfristigen Waldökosystemfläche (LWF) Visp werden seit 1996 jährlich Absterberaten, Kronenverlichtung, Mistelbefall (Viscum album ssp. austriacum) und andere Symptome aufgenommen. Zwischen 1996 und 2004 sind 59% aller Föhren auf der Fläche abgestorben, die meisten nach den Trockenperioden 1996–98 und 2003–2004. Dagegen starben nur 15% der Laubbäume ab. Kronenverlichtung, Nadelverfärbung, Totast- und Totzweiganteil (als Indikatoren der Vitalität des Baumes), Mistelbefallsklasse, Triebabwurf durch Waldgärtner, männliche Blütenbildung, Stammdurchmesser, Kronenkonkurrenz und soziale Stellung, alle im Jahr 1998 erhoben, wurden in einer logistischen Regression zur Bestimmung der Absterbewahrscheinlichkeit auf Signifikanz getestet. Kronenverlichtung, Mistelbefallsklasse und Totastanteil waren in dem Model signifikant. Die Wahrscheinlichkeit des Absterbens stieg dabei mit ansteigender Kronenverlichtung, ansteigendem Mistelbefall und ansteigendem Totastanteil. Der Totastanteil konnte im Model durch die Nadelverfärbung ersetzt werden. Die Kronenverlichtung stieg mit dem Mistelbefall an. Bei gleicher Verlichtung starben jedoch Bäume mit mittlerem und starkem Mistelbefall zwei- bis viermal häufiger ab als Bäume ohne oder mit leichtem Mistelbefall. Von den überlebenden Bäumen zeigten solche mit Mistelbefall einen deutlichen Anstieg der Transparenz im Jahr nach Beginn der Trockenheit im Vergleich zu den Bäumen ohne Misteln, während im Jahr der Trockenheit das Umgekehrte der Fall war. Zu Beginn der Beobachtung ergaben sich keine signifikanten Unterschiede in der Kronentransparenz der überlebenden Bäume mit und ohne Misteln. Am Ende der Beobachtungsperiode wiesen jedoch die Bäume mit Misteln signifikant höhere Kronenverlichtungen auf. Wir schliessen daraus, dass die Misteln auf der einen Seite den Baum langfristig schwächen, indem sie zur Reduzierung der Nadelmasse führen und sie auf der anderen Seite während Trockenheit durch erhöhten Wasserstress zum vorzeitigen Absterben beitragen.

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