Ann. For. Sci. 52 (1995) 561-571
DOI: 10.1051/forest:19950604

Humus form development and succession of dwarf shrub vegetation in grass dominated primary Pinus sylvestris forests

IM Emmer

Laboratory of Physical Geography and Soil Science, University of Amsterdam, Netherlands Centre for Geo-Ecological Research (ICG), Nieuwe Prinsengracht 130, 1018 VZAmsterdam, The Netherlands

Abstract - Because of its role in nutrient and water supply to plants, the humus form is strongly interrelated with the vegetation and is likely to at least partly control vegetation succession. Causal relations between vegetation succession and soil development are generally difficult to study because of the multifactorial nature of ecology. Primary succession of Pinus sylvestris forests on recent inland dunes provides interesting information on succession related humus form development. Humus form characteristics and vegetation composition in these drift sand areas were studied along an age series of Scots pine stands, ranging from 15 to 124 years old, all situated on similar parent materials and lacking antecedent soil formation. From the information thus obtained, successional processes were deduced and the following conclusions were drawn: 1) Chemical variability in the ectorganic profiles under the Scots pine forests concerns a downward decrease of plant available elements as well as allelochemicals, which both may have implications for reproduction and competitive ability of undergrowth species involved in the succession. 2) The concentration of Deschampsia flexuosa roots in the F horizon indicates a pronounced niche differentiation, which enables this species to maintain dominance in the herb layer for a long period of time during succession in pine forests. 3) Facilitation in the succession of the undergrowth of the pine forests seems to emanate from horizon differentiation and associated chemical variability. Dwarf shrubs take advantage of the development of an H horizon, leading to a botanically more variable undergrowth vegetation in older pine forests.

Résumé - Développement des profils humiques et succession des arbustes nains dans des forêts de Pinus sylvestris à graminées. Une succession primaire de forêts à base de Pinus sylvestris sur dunes continentales récentes fournit des informations intéressantes sur les interrelations entre successions végétales et évolution des types d'humus. La caractérisation des types d'humus et la composition de la végétation sur ces sables éoliens ont été étudiées le long d'une séquence de pins sylvestres, allant de 15 à 24 ans, sur roches mères semblables, sans pédogenèse antérieure à l'installation du peuplement. À partir des informations mesurées, les étapes de la succession ont été reconstruites et les conclusions suivantes obtenues : i) sous les forêts de Pinus sylvestris, les profils ectorganiques montrent la variabilité chimique qui se traduit par une diminution des éléments disponibles pour les plantes et des composés allélochimiques, qui tous 2 peuvent avoir des conséquences pour la régénération et le pouvoir compétitif des espèces herbacées qui participent à la succession végétale ; ii) la concentration dans l'horizon F des racines des Deschampsia flexuosa indique une différenciation prononcée en niches, qui permet à cette espèce de prolonger sa dominance pour une période assez longue pendant la succession végétale ; iii) la différenciation en horizons et la variabilité chimique qui en résulte semblent favoriser la succession de la couche herbacée. Les arbustes nains profitent du développement d'un horizon H, ce qui mène à une couche herbacée plus variée dans les forêts de pins âgés.

Key words: humus form / vegetation succession / Pinus sylvestris

Mots clés : type d'humus et succession végétale / pin sylvestre