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Effects of shading and humus fertility on growth, competition, and ectomycorrhizal colonization of boreal forest tree seedlings

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Abstract:

We performed a pot experiment to study the effects of varying levels of vegetation shade and humus fertility, simulating natural conditions of the boreal forest, on growth, interspecific competition, and ectomycorrhizal colonization of seedlings of three coexisting tree species: Pinus sylvestris L., Picea abies (L.) Karst., and Betula pendula Roth. In contrast to late-successional Picea abies, early-successional species Pinus sylvestris and particularly B. pendula responded to shade with an increase in stem height and with some changes in biomass, especially in the high-fertility humus. Humus fertility had greater effects on biomass of seedlings than did shade treatments. Interspecific competition among pairwise combinations of the three species was greatest in the high-fertility humus, but was not affected by shade. Betula pendula was the strongest competitor among species; it was not affected by the presence of coexisting species and strongly suppressed coniferous seedlings, especially in the high-fertility humus. Generally, ectomycorrhizal colonization was not affected by shade treatments, but was highest in the low-fertility humus. These results show that effects of light, humus fertility, and presence of neighbours are species specific, and these differences are important for the competitive and recruitment abilities of seedlings of coexisting tree species and ultimately for the species composition of developing forests.

Simulant les conditions naturelles en forêt boréale, les auteurs ont réalisé une expérience dans des pots pour étudier les effets de différents niveaux d'ombre causée par la végétation et de fertilité de l'humus sur la croissance, la compétition interspécifique et la colonisation ectomycorhizienne des semis de trois espèces qui coexistent : le Pinus sylvestris L., le Picea abies (L.) Karst. et le Betula pendula Roth. Contrairement au P. abies, une espèce de fin de succession, les espèces de début de succession, le P. sylvestris et surtout le B. pendula, réagissent à l'ombre par une augmentation de la hauteur de la tige et par certains changements dans leur biomasse, particulièrement dans l'humus plus fertile. La fertilité de l'humus avait plus d'effets sur la biomasse des semis que les traitements d'ombre. La compétition interspécifique parmi les combinaisons des trois espèces jumelées était la plus forte dans l'humus plus fertile mais elle n'était pas affectée par l'ombre. Des trois espèces, le B. pendula était le compétiteur le plus agressif; il n'était pas affecté par la présence des autres espèces alors qu'il réprimait fortement les semis de conifères, particulièrement dans l'humus plus fertile. La colonisation par les ectomycorhizes n'était généralement pas affectée par les traitements d'ombre mais était la plus élevée dans l'humus moins fertile. Ces résultats montrent que les effets de la lumière, de la fertilité de l'humus et de la présence de voisins sont spécifiques aux espèces et que ces différences sont importantes pour les capacités de compétition et de recrutement des semis des espèces d'arbres qui coexistent et, ultimement, pour la composition en espèces des forêts.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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