Direct and indirect effects of a dense understory on tree seedling recruitment in temperate forests: habitat-mediated predation versus competition

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Abstract:

In forests characterized by a dense woody and herbaceous understory layer, seedling recruitment is often directly suppressed via interspecific competition. Alternatively, these dense layers may indirectly lower tree recruitment by providing a haven for seed and seedling predators that prey on neighboring plant species. To simultaneously test for resource competition and indirect, habitat-mediated effects, we factorially manipulated understory plant cover (removed versus intact) and predation (exclosures versus controls) at three forested sites. We found that vegetation cover created privileged foraging areas that increased seed removal and seedling predation rates. Predator preference was directly related to seed size with larger seeded species including Prunus serotina Ehrh. and Fagus grandifolia Ehrh. removed more readily than smaller seeded species such as Fraxinus americana L. We found strong species-specific evidence for habitat-mediated indirect effects; establishment of P. serotina and Acer saccharum Marsh.was significantly lower under an intact hay-scented fern (Dennstaedtia punctilobula (Michx.) T. Moore) canopy when small mammals were present. Competition also played a strong role; both P. serotina and Acer rubrum L. survival as well as A. rubrum emergence were reduced under a fern canopy with or without seed predators. The impact of habitat-mediated indirect effects and resource competition appear to vary predictably based upon predator preferences and differences in the timing of woody seed dispersal and germination relative to vegetation cover phenology. Overall, our results suggest that habitat-mediated indirect effects may be common and occur wherever vegetation provides the potential for creating privileged foraging areas.

Dans les forêts caractérisées par un sous-étage dense composé d’espèces ligneuses et herbacées, la compétition interspécifique empêche souvent de façon directe le recrutement de semis. De façon indirecte, ces strates denses peuvent aussi diminuer le recrutement de semis en fournissant un refuge aux prédateurs de graines et de semis qui s’attaquent aux espèces environnantes. Dans le but de tester simultanément les effets directs de la compétition pour les ressources et les effets indirects par l’intermédiaire de l’habitat, nous avons établi un dispositif factoriel en manipulant la couverture végétale en sous-étage (enlevée et intacte) et la prédation (exclos et témoins) dans trois stations forestières. Nous avons observé que le couvert végétal créait des aires d’alimentation privilégiées dans lesquelles les taux de prélèvement de graines et de prédation des semis étaient plus élevés. La préférence des prédateurs était directement reliée à la taille des graines puisque les graines des espèces qui produisent de grosses semences, comme Prunus serotina Ehrh. et Fagus grandifolia Ehrh., étaient prélevées plus rapidement que celles des espèces qui produisent de petites semences, comme Fraxinus americana L. Nous avons trouvé de sérieux indices spécifiques que l’habitat a des effets indirects: l’établissement de P. serotina et d’Acer saccharum Marsh. était significativement réduit sous un couvert intact de Dennstaedtia punctilobula (Michx.) T. Moore lorsque de petits mammifères étaient présents. La compétition a aussi joué un rôle important: la survie de P. serotina et d’A. rubrum L. ainsi que l’émergence d’A. rubrum étaient réduites sous un couvert de fougère que des prédateurs soient présents ou non. L’impact de la compétition indirecte par l’intermédiaire de l’habitat et de la compétition directe pour les ressources semble varier de façon prévisible en fonction des préférences des prédateurs et des différences dans la période de dispersion et de germination des graines des espèces ligneuses par rapport à la phénologie du couvert végétal. Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que les effets indirects par l’intermédiaire de l’habitat peuvent être fréquents et peuvent survenir partout où la végétation offre la possibilité de créer des aires d’alimentation privilégiées.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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