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Aboveground dry matter partitioning responses of black spruce to directional-specific indices of local competition

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Abstract:

This study assessed the effects of directional-specific indices of local competition on the partitioning of aboveground dry matter of individual black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) trees. Historical tree reconstruction sampling techniques were used to estimate stem, branch, and foliage ovendry masses by year of formation (cohort age-class) of 125 subject trees situated within 15 density-stressed stands. Component-specific modular mass proportion calculated on an individual and cumulative cohort age-class basis was employed as an index of dry matter partitioning. Analytically, local competitors were stratified into one of four competition classes based on their relative size differential with respect to the subject tree. Sequential competition analysis was used to assess directional-specific partitioning responses to competition accumulating upwards from below and downwards from above. Furthermore, within the sequential competition analysis framework, the effects of the individual competition strata on partitioning were assessed employing stepwise multivariate analysis of variance. The results supported the presence of an asymmetric relationship dominated by competition from above in which branch partitioning was the most affected. Specifically, competition from larger-sized competitors resulted in decreased branch mass proportions whereas competition from smaller-sized competitors had no appreciable effect. These results are in accord with the hypothesis that black spruce responds to competition via an adaptive phenotypic plastic response in which branch growth declines and (or) branch abscission rates increase with increasing competition from above.

Cette étude consistait à évaluer les effets des indices de compétition locale spécifiquement directionnels sur l'allocation de la biomasse anhydre aérienne de tiges d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP). Des techniques d'échantillonnage développées pour la reconstitution historique des arbres ont été utilisées pour estimer la biomasse anhydre de la tige, des branches et du feuillage par année de formation (classe d'âge des cohortes) de 125 arbres situés dans 15 peuplements stressés par la densité. La proportion de biomasse des compartiments, qui a été calculée sur la base des classes d'âge des cohortes, individuelles et cumulées, a été utilisée comme indice de répartition de la biomasse anhydre. Les compétiteurs locaux ont été classés de façon analytique dans l'une des quatre classes de compétition en fonction de leur différence de taille relativement à l'arbre étudié. Une analyse séquentielle de la compétition a été utilisée afin d'évaluer l'allocation spécifiquement directionnelle en réponse à la compétition en accumulant du bas vers le haut ou du haut vers le bas. De plus, dans le cadre de l'analyse séquentielle de la compétition, les effets des strates individuelles de compétition sur l'allocation ont été évalués à l'aide de l'analyse de variance multivariée séquentielle. Les résultats ont confirmé la présence d'une relation asymétrique dominée par la compétition par le haut dans laquelle l'allocation aux branches était la plus affectée. Plus spécifiquement, la compétition causée par les compétiteurs de plus forte taille a entraîné une diminution de la proportion de la biomasse des branches, alors que la compétition causée par les compétiteurs de taille plus faible n'avait pas d'effet appréciable. Ces résultats sont en accord avec l'hypothèse selon laquelle l'épinette noire réagit à la compétition par le biais d'une réponse adaptative phénotypique plastique où la croissance des branches diminue et (ou) le taux d'abscission des branches augmente avec une augmentation de la compétition par les arbres dominants.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2003

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