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Gap characteristics in relation to forest structure and implications for southern beech forest dynamics

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Gap characteristics, as well as forest structure, were investigated in Nothofagus pumilio (Poepp. et Endl.) Krasser stands on two slopes in Tierra del Fuego to test the following hypotheses: (i) there exists an altitudinal decline in tree height and stem diameter, (ii) this should result in gaps of decreasing size and abundance towards the upper forest, and (iii) this, in turn, should result in a longer suppressed growth of seedlings near the treeline (that is, an older seedling bank). Mean tree height on both slopes decreased significantly with increasing altitude from 21 to 11 m and from 13 to 8 m. Mean stem diameter declined with increasing altitude from 50 to 28 cm and from 19 to 16 cm, but this trend was only significant on one slope analyzed. Gap frequency declined with increased elevation from 33 to only 3 in 2-km transects. Mean gap size also decreased significantly with increased elevation from 91 to 11 m2. Mean seedling age varied with altitude, but the expected relationship was significant only when gap frequency was controlled. The best-fit model indicates a negative correlation between altitude and tree height and stem diameter, which are positively correlated and act indirectly on gap frequency via gap size. Although restrictions on seedling growth caused by small and infrequent gaps do not seem to be stronger at upper forest elevations, they may produce a bottleneck in the life cycle of the species in the long term. This phenomenon could be overcome either through faster seedling growth and higher survival at the treeline or through an episodic regeneration, as other research has documented previously.

Les caractéristiques des clairières, ainsi que la structure de la forêt, ont été analysées dans des forêts de Nothofagus pumilio (Poepp. et Endl.) Krasser sur deux versants en Terre de Feu pour valider les hypothèses suivantes : (i) la hauteur des arbres et le diamètre des troncs diminuent avec l'altitude, (ii) ceci devrait donner des clairières plus petites et moins abondantes près du sommet des collines et (iii) ce qui devrait entraîner une plus longue suppresssion de la croissance pour des plantules près de la lisière de la forêt, c'est-à-dire des plantules plus âgées. La hauteur moyenne des arbres sur les deux versants diminue significativement avec l'altitude, de 21 à 11 m et de 13 à 8 m. Le diamètre moyen des troncs diminue avec l'altitude, de 50 à 28 cm et de 19 à 16 cm, mais cette tendance est significative seulement pour l'un des versants analysés. La fréquence des clairières diminue avec l'altitude de 33 à seulement 3 pour des transects de 2 km. La taille moyenne des clairières diminue significativement avec l'altitude de 91 à 11 m2. L'âge moyen des plantules varie avec l'altitude, mais la relation attendue est significative seulement lorsque la fréquence des clairières est prise en compte. Le modèle qui s'ajuste le mieu aux données indique qu'il y a une corrélation negative entre l'altitude et la hauteur des arbres et le diamètre de leur tronc; ces deux dernières variables sont positivement associées entre elles et agissent indirectement sur la fréquence des clairières via leur taille. Bien que les limitations pour la croissance des plantules dues à des clairières petites et peu fréquentes ne semblent pas être les plus importantes dans le haut des collines, elles peuvent cependant produire à long terme un goulot d'étranglement dans le cycle vital de l'espèce. Ce phénomène pourrait être surmonté soit par la voie d'une croissance plus rapide et une meilleure survie des plantules à la lisière de la forêt, soit par la voie d'un mode épisodique de regénération, comme cela a déjà été examiné dans d'autres recherches.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2003

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