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Interactive effects of tree and herb cover on survivorship, physiology, and microclimate of conifer seedlings at the alpine tree-line ecotone

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Factors affecting the establishment of trees in subalpine meadows are important to population dynamics of trees in the alpine tree-line ecotone (ATE). Interactive effects of tree and herb cover on conifer seedlings were investigated in the ATE of the Snowy Range, Wyoming, USA. Microclimate, physiology, and survivorship of first-year conifer seedlings of Pinus albicaulis Engelm., Picea engelmannii Parry, and Abies lasiocarpa Hook. were measured in response to manipulations of surrounding herb and tree cover, as well as water availability. Tree and herb cover had nearly additive effects on survivorship and photosynthesis of conifer seedlings, except under alleviated water stress. In P. albicaulis, photosynthesis was greater near compared with away from trees and herbs, and photosynthetic efficiency (Fv/Fm) increased under herb cover. Tree cover led to greater nighttime temperatures, soil water contents, and, like herb cover, shade from solar radiation for seedlings. We did not detect any negative responses of conifer seedlings to surrounding vegetation. Furthermore, the effect of surrounding vegetation on conifer establishment appeared dependent on the type of surrounding vegetation, the species of conifer, and microsite stress level. These factors may lead to variation in the way conifer seedlings interact with surrounding vegetation and could explain changes in the relative abundances of tree species during forest succession in ATEs.

Les facteurs responsables de l'établissement des arbres dans les prairies subalpines sont importants pour la dynamique des populations d'arbres de l'écotone alpin à la limite des arbres. Les effets interactifs des couverts herbacé et arborescent sur les semis de conifères ont été étudiés dans l'écotone alpin à la limite des arbres du Snowy Range, au Wyoming, États-Unis. Le microclimat, la physiologie et le taux de survie des semis de conifères d'un an de Pinus albicaulis Engelm., de Picea engelmannii Parry et d'Abies lasiocarpa Hook. ont été mesurés en fonction de manipulations des couverts arborescent et herbacé et de la disponibilité en eau. Les couverts arborescent et herbacé ont eu des effets presque additifs sur les taux de survie et de photosynthèse des semis de conifères, sauf en l'absence de stress hydrique. Dans le cas de P. albicaulis, le taux de photosynthèse a été supérieur à proximité des arbres et des herbacées, et l'efficacité photosynthétique (Fv/Fm) a augmenté sous un couvert herbacé. Un couvert arborescent était associé à des températures nocturnes et des teneurs en eau du sol plus élevées et, comme dans le cas d'un couvert herbacé, à moins de rayonnement solaire pour les semis. Les auteurs n'ont détecté aucune réaction négative des semis de conifères à la présence de la végétation environnante. De plus, l'effet de la végétation environnante sur l'établissement de conifères semblait dépendre du type de végétation environnante, de l'espèce de conifère et du degré de stress associé aux microsites. Ces facteurs peuvent mener à des variations dans la façon dont les semis de conifères interagissent avec la végétation environnante et pourraient expliquer les variations de l'abondance relative des espèces d'arbres au cours de la succession forestière dans les écotones alpins à la limite des arbres.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2005

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