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Understory plant responses to uneven-aged forestry alternatives in northern hardwood–conifer forests

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The understory layer encompasses the majority of plant species diversity in forested ecosystems and may be sensitive to timber harvest disturbance. We hypothesize that (i) uneven-aged, low-intensity silvicultural systems can maintain understory plant diversity and support late-successional species following harvest disturbance; (ii) retaining and enhancing stand structural complexity can increase understory plant diversity in northern hardwood–conifer forests; and (iii) plant responses are influenced by interactions among canopy structure, soils, and climate processes. Experimental treatments include single-tree selection and group selection, both modified to increase structural retention, and a third technique designed to promote late-successional forest structure and function, structural complexity enhancement. Four replications of each treatment were applied to 2ha units in Vermont and New York, USA. Understory vegetation was monitored 2 years pre- and 4 years post-treatment. Results show that over time, understory responses were strongly affected by overstory treatment and less influenced by soils and drought. All treatments succeeded at maintaining overall composition and diversity. However, late-successional diversity increased significantly in structural complexity enhancement units compared with group selection units. These results indicate that while conventional uneven-aged systems can maintain understory plant diversity, variations that retain or enhance structural complexity may be more effective at retaining late-successional species.

La majeure partie de la diversité en espèces végétales des écosystèmes forestiers se retrouve dans le sous-étage qui peut être sensible aux perturbations causées par la récolte des arbres. Nous posons les hypothèses que (i) des systèmes sylvicoles de faible intensité et visant à obtenir une structure inéquienne peuvent maintenir la diversité végétale du sous-étage et supporter les espèces de fin de succession après la coupe, (ii) le maintien et l’amélioration de la complexité structurale du peuplement peuvent augmenter la diversité végétale du sous-étage de forêts mixtes composées de feuillus tolérants et de conifères et (iii) la réaction des plantes est influencée par des interactions entre la structure du couvert, le sol et les processus climatiques. Les traitements expérimentaux incluent le jardinage par pied d’arbre et par groupe, tous deux modifiés pour augmenter la rétention structurale, et une troisième technique, appelée amélioration de la complexité structurale, qui a été élaborée pour favoriser la structure et les fonctions des forêts de fin de succession. Quatre répétitions de chaque traitement ont été appliquées dans des unités expérimentales de 2 ha situées dans les États du Vermont et de New York, aux États-Unis. La végétation du sous-étage a été inventoriée 2 ans avant et 4 ans après l’application des traitements. Les résultats montrent qu’avec le temps, la réaction de la végétation du sous-étage a été fortement affectée par les traitements du couvert dominant et moins influencée par le sol et la sécheresse. Tous les traitements ont réussi à maintenir l’ensemble de la composition et de la diversité. Cependant, la diversité des espèces de fin de succession a augmenté significativement dans les unités où l’amélioration de la complexité structurale a été appliquée comparativement au jardinage par groupe. Ces résultats indiquent que même si les systèmes conventionnels visant à conserver une structure inéquienne peuvent maintenir la diversité végétale du sous-étage, des ajustements permettant de conserver ou d’améliorer la complexité structurale peuvent être plus efficaces pour conserver les espèces de fin de succession.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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