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Critical period of interspecific competition for four northern conifers: 10-year growth response and associated vegetation dynamics

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Abstract:

The influence of the timing and duration of interspecific competition on planted jack pine (Pinus banksiana Lamb.), red pine (Pinus resinosa Ait.), eastern white pine (Pinus strobus L.), and black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) was assessed using 10-year growth responses in a northern Ontario experiment. Stand volume was 117%, 208%, 224%, and 343% higher for jack pine, red pine, white pine, and black spruce, respectively, with 5 years of vegetation control than with no vegetation control. Stand volume increased linearly with number of years of vegetation control, and the slope of the relationship varied among conifer species. Change-point regression analysis was used to derive segmented weed-free and weed-infested curves, and to simultaneously estimate key critical-period parameters. Weed-free and weed-infested curves in the 10th year were similar to those derived in year 5, indicating that the patterns established during the first few years after planting were relatively robust for the first decade. The critical-period was 2 and 3 years after planting for jack pine and red pine, respectively, and occupied most of the 5-year period for white pine and black spruce. Principal components analysis of the vegetation community indicated that repeated herbicide applications caused differential shifts in the relative abundance of shrub, fern, and moss species through the 10th year. Species richness, however, was not substantially different between the untreated control and the most intensive treatments. Difference modeling was used to quantify how annual volume increment during the first decade varied with time, conifer species, cover of woody and herbaceous vegetation, and stage of development.

L'influence du moment et de la durée de la compétition interspécifique sur des plants de pin gris (Pinus banksiana Lamb.), de pin rouge (Pinus resinosa Ait.), de pin blanc (Pinus strobus L.) et d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) a été évaluée à partir des réactions en croissance après 10 ans d'une expérience menée dans le nord de l'Ontario. Le volume des peuplements ayant fait l'objet d'un contrôle de la végétation pendant 5 ans était respectivement 117 %, 208 %, 224 % et 343 % plus élevé pour le pin gris, le pin rouge, le pin blanc et l'épinette noire que celui des peuplements où la végétation n'avait pas été contrôlée. Le volume des peuplements a augmenté linéairement avec le nombre d'années de contrôle de la végétation et la pente de la relation a varié selon l'espèce de conifère. Une analyse de régression segmentée a été utilisée pour déterminer les segments de la courbe qui sont affectés ou non par la compétition et pour estimer simultanément les paramètres clés de la période critique. Les segments de courbe affectés ou non par la compétition à la dixième année sont identiques à ceux calculés à la cinquième année, ce qui indique que les patrons de réaction établis au cours des premières années après la plantation sont relativement fiables pendant la première décennie. La période critique est survenue respectivement 2 et 3 ans après la plantation pour le pin gris et le pin rouge et a occupé une grande partie de la période de 5 ans pour le pin blanc et l'épinette noire. Une analyse en composantes principales de la communauté végétale a indiqué que des applications répétées d'herbicide ont causé des changements différents de l'abondance relative des arbustes, des fougères et des mousses au cours de la période de 10 ans. Toutefois, la richesse en espèces n'est pas substantiellement différente entre les placettes non traitées et les traitements les plus intenses. Une équation différentielle a été utilisée pour quantifier la variation de l'accroissement annuel en volume au cours de la première décennie en fonction du temps, de l'espèce de conifère, du couvert de végétation ligneuse et herbacée et du stade de développement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-10-01

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