Ann. For. Sci. 60 (2003) 711-724
DOI: 10.1051/forest:2003065

Post-grazing Scots pine colonization of mid-elevation heathlands: population structure, impact on vegetation composition and diversity

Thomas Curt^a, Bernard Prévosto^a, Mario Klesczewski^b and Jacques Lepart<sup>b

a</sup>  Cemagref, Applied Ecology of Woodlands, 24 av. des Landais, BP 50075, 63172 Aubière Cedex, France
^b  CNRS, Centre d'écologie Fonctionnelle et évolutive, 1919 route de Mende, 34293 Montpellier Cedex 5, France

(Received 24 June 2002; accepted 10 February 2003)

Abstract - Scots pine (Pinus sylvestris L.) pioneer woodlands have established spontaneously on former grasslands and heathlands on Mont-Lozère (Cévennes National Park, France) since their abandonment in the 1950's. Subsequently, late-successional beech (Fagus sylvatica L.) has progressively invaded the ageing pine stands. We studied 44 plots according to a gradient of forest colonization and maturation, from heathlands to mature beech stands. The objective was to assess the impact of forest colonization on the vegetation composition and richness of legally-protected grasslands and heathlands. Dendrometric characteristics and demography were assessed on each 20 20 m plot. An extensive ground vegetation analysis was carried out, focusing on plant functional traits that may be sensitive to canopy closure. Results indicated the persistence of most heathland species under pure and young Scots pine stands, but quite high species turnover. Xerothermic and strictly shade-intolerant species rapidly disappeared, whereas thermophilic forest species were apparent. In submature and mature pine stands, the establishment of a beech understorey entailed considerable species turnover, and prevent pine regeneration. In pure beech stands, ruderal and stress-tolerators were replaced by shade-tolerant and competitive species. Ellenberg's scores for light, nutrients and water confirmed the changes in vegetation composition and plant life traits, whereas the Shannon diversity index remained quite constant among pure and mixed pine stands.

Résumé - Colonisation des landes de moyenne montagne par le pin sylvestre après abandon du pâturage : structure des peuplements, impact sur la composition et la diversité de la végétation. Des peuplements pionniers de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) se sont installés spontanément sur les landes et pelouses du Mont-Lozère (Parc National des Cévennes, France) après l'abandon de pâturage ovin vers 1950. Les espèces de fin de succession comme le hêtre (Fagus sylvatica L.) se sont progressivement infiltrées dans les peuplements de pin vieillissants. Nous avons étudié 44 placettes suivant un gradient de colonisation et de maturation forestière depuis les landes et pelouses jusqu'à la hêtraie mature, afin d'étudier l'impact de la forêt sur la flore des landes et pelouses. Sur chaque placette de 20 20 m, nous avons effectué un inventaire démographique et dendrométrique complet, et des relevés exhaustifs de la végétation. Les traits de vie des espèces susceptibles d'indiquer les effets de la colonisation forestière ont ensuite été relevés. Les résultats indiquent une persistance de nombreuses espèces de milieux ouverts sous les boisements naturels de pin, malgré des changements importants de composition. Les espèces xérothermiques et strictement héliophiles disparaissent rapidement, alors qu'apparaissent des espèces des forêts thermophiles. Dans les boisements de pin plus matures, l'installation du hêtre en sous-bois entraîne un important renouvellement des espèces et empêche la régénération naturelle du pin. Dans les hêtraies pures, les espèces rudérales et stress-tolérantes sont remplacées par des espèces d'ombre et des espèces compétitives longévives. Les coefficients d'Ellenberg pour la lumière, l'eau et les nutriments sont de bons indicateurs des changements de végétation, alors que l'indice de diversité de Shannon reste assez constant dans tous les boisements naturels de pin.

Key words: natural afforestation / Scots pine (Pinus sylvestris L.) / European beech (Fagus sylvatica L.) / Ellenberg indicator values / plant life traits

Mots clés : boisement naturel / pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) / hêtre (Fagus sylvatica L.) / coefficients d'Ellenberg / traits de vie des plantes

Corresponding author: Thomas Curt thomas.curt@cemagref.fr

© INRA, EDP Sciences 2003