Regeneration ecology of sugar maple (Acer saccharum): seedling survival in relation to nutrition, site factors, and damage by insects and pathogens

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Abstract:

The possible regeneration failure of sugar maple (Acer saccharum Marsh.) as part of their decline has been not well explored using field studies. We sought to clarify the roles of maternal effects and dynamics of early-season survival in contributing to the previously documented pattern of larger seedlings and higher seedling densities on a Ca-treated watershed (CAL) at Hubbard Brook Experimental Forest. We used a reciprocal seed planting experiment at four sites, two sites per watershed blocked by elevation. Regardless of maternity, sugar maple seedlings planted in CAL had higher survival than seedlings in the reference watershed. However, this advantage was not as clearly linked to the Ca amendment as in our previous work, probably, in part, because Ca availability has decreased over time. Maternal effects on seed chemistry and some seedling traits were detected, but these were not strong determinants of survival. Site was a good predictor of early seedling survival with litter layer depth, pathogen prevalence, and soil chemistry all contributing to the explanatory power of site. The strength of Ca,addition effects on sugar maple regeneration from seed depends on initial soil characteristics, application amounts, and interactions of the amendment with other factors such as leaf litter cycling, weather, and pathogens.

La possibilité que des problèmes de régénération de l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) contribuent au dépérissement de cette espèce n’a pas suffisamment été explorée à l’aide d’études sur le terrain. Nous avons cherché à clarifier de quelle façon les effets maternels et la dynamique de la survie en début de saison contribuent au patron précédemment documenté et caractérisé par des semis plus gros et de plus fortes densités de semis dans un bassin versant traité avec du Ca à la forêt expérimentale de Hubbard Brook. Nous avons réalisé une expérience réciproque de plantation de semis dans quatre stations à raison de deux stations par bassin versant situées à différentes altitudes et considérées comme des blocs. Peu importe la maternité, les semis d’érable à sucre plantés dans le bassin versant traité avec du Ca avaient un taux de survie plus élevé que les semis plantés dans le bassin témoin. Cependant, cet avantage n’était pas aussi clairement relié à l’amendement en Ca que lors de nos travaux précédents, probablement en partie parce que la disponibilité du Ca a diminué avec le temps. Des effets maternels sur les caractéristiques chimiques des graines et sur certains caractères des semis ont été détectés mais ils n’avaient pas une grande influence sur la survie. La station était un bon prédicteur de la survie initiale des semis et la profondeur de la couche de litière, la présence de pathogènes et les caractéristiques chimiques du sol contribuaient tous au pouvoir explicatif de la station. L’ampleur des effets d’un apport de Ca sur la régénération de l’érable à sucre à partir de graines dépend des caractéristiques initiales du sol, de la quantité qui est appliquée et des interactions de l’amendement avec d’autres facteurs tels que le recyclage de la litière de feuilles, les conditions météorologiques et les pathogènes.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2011

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