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Spatial and temporal dynamics in canopy dominance of an old-growth central Appalachian forest

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Many old-growth deciduous forests in eastern North America exhibit dynamics that suggest succession from dominance by oaks (Quercus spp.) to dominance by maples (Acer spp.). We examined this phenomenon using 20 years of vegetation data from an old-growth central Appalachian forest. Considering the site as a whole, the importance of Quercus spp. declined and that of Acer spp. increased. In particular, Acer rubrum L. exhibited increasing importance in the overstory canopy on upper slopes, and Quercus spp. exhibited a contraction in spatial distribution, particularly in the midstory (P < 0.05). This narrowing of distribution in Quercus spp. was associated with regeneration being restricted to dry, acidic sites. We also considered successional dynamics within three previously identified ecological communities in the study area: oak, mixed mesophytic, and beech. This analysis indicated that increased A. rubrum importance was limited to the upper-slope oak community. A successional dynamic was not apparent in the mixed mesophytic community, and the beech community was characterized by increasing importance of Tsuga canadensis (L.) Carr. Our results suggest that ecological communities have distinct successional trajectories and that predictions of future dynamics must consider topographic and ecological gradients.

La dynamique de plusieurs vieilles forêts feuillues caducifoliées de l'est de l'Amérique du Nord porte à croire que l'érable (Acer spp.) serait en train de remplacer le chêne (Quercus spp.) comme essence dominante. Les auteurs ont étudié ce phénomène à l'aide de données de végétation s'étalant sur 20 ans et provenant d'une vieille forêt du centre des Appalaches. Considérant la station dans son ensemble, l'importance de Quercus spp. a diminué et celle d'Acer spp. a augmenté. L'importance d'Acer rubrum L. dans le couvert dominant, en particulier, a augmenté dans le haut des pentes et la distribution spatiale de Quercus spp. a été réduite, particulièrement dans l'étage intermédiaire (P < 0,05). Ce rétrécissement de la distribution de Quercus spp. était associé au fait que la régénération était limitée aux sites secs et acides. Ils ont également considéré la dynamique de succession dans trois groupes écologiques déjà identifiés dans l'aire d'étude dominés soit par le chêne, soit par des mésophytes mélangées, soit par le hêtre. Cette analyse a montré que l'importance accrue d'A. rubrum était limitée à la chênaie située sur le haut des pentes. Aucune dynamique de succession n'était apparente dans le groupe des mésophytes mélangées et la hêtraie était caractérisée par l'augmentation de l'importance du Tsuga canadensis (L.) Carr. Leurs résultats indiquent que les groupes écologiques ont des trajectoires sériales distinctes et que la prédiction de la dynamique future doit tenir compte des gradients topographiques et écologiques.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2006

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