Ann. For. Sci. 60 (2003) 749-756
DOI: 10.1051/forest:2003069

Do understory sapling respond to both light and below-ground competition?: a field experiment in a north-eastern American hardwood forest and a literature review

Jean-Pierre Ricard, Christian Messier, Sylvain Delagrange and Marilou Beaudet

Groupe de Recherche en Écologie Forestière Interuniversitaire, Département des Sciences Biologiques, Université du Québec à Montréal, CP 8888, succursale Centre-Ville, Montréal, Québec, Canada, H3C 3P8
(Received 14 May 2002; accepted 4 November 2002)

Abstract - A study was initiated in 1993 to evaluate the potential effects of both above- and below-ground competition exclusion on yellow birch (Betula alleghaniensis Britton), sugar maple (Acer saccharum Marsh.) and American beech (Fagus grandifolia Ehrh.) sapling growth along an understory light gradient ranging from 3% to 50% of full sunlight. We compared four different growth variables between a control and a treatment (trenching and manual removal of nearby vegetation). Height growth, diameter growth, height over stem diameter ratio, and crown area varied with light availability in all three species, whereas trenching treatment had no significant effect. Our results show that light is the main factor affecting understory sapling growth following a selection cut in this northern hardwood forest, at least up to 50% full sunlight. The unresponsiveness of these three species to below-ground competition is discussed in relation to a literature review in which both soil richness and species functional ecology are considered.

Résumé - Les gaulis en sous couvert répondent-ils à la fois à une compétition en dessous et au-dessus du sol ? Une expérience en forêt feuillue du Nord-Est de l'Amérique et une revue de littérature. En 1993, une étude a été entreprise afin de déterminer les effets éventuels de l'élimination de la compétition souterraine sur la croissance de gaulis de bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britton), d'érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) et de hêtre à grandes feuilles (Fagus grandifolia Ehrh.) se trouvant sous un gradient de lumière allant de 3 % à 50 % du rayonnement solaire total. Quatre paramètres de croissance ont été comparés entre des gaulis témoins et des gaulis traités (création d'une tranchée et enlèvement manuel des tiges avoisinantes). Pour les trois espèces, les croissances en hauteur et en diamètre, le ratio hauteur sur diamètre de la tige et la surface de cime ont varié avec la disponibilité en lumière, alors que l'élimination de la compétition n'a eu aucun effet. Nos résultats suggèrent donc que la lumière est le principal facteur limitant la croissance des gaulis en sous-couvert après une coupe de jardinage dans cette forêt feuillue tempérée, au moins jusqu'à 50 % de pleine lumière. La faible réponse des trois espèces à l'élimination de la compétition est discutée à partir d'une revue de littérature dans laquelle la fertilité des sols et le comportement écologique des espèces sont comparés.

Key words: above- and below-ground competition / growth / light / northern hardwood species / trenching

Mots clés : compétition au-dessus et en dessous du sol / croissance / lumière / espèces feuillues tempérées / élimination de la compétition souterraine

Corresponding author: Christian Messier messier.christian@uqam.ca

© INRA, EDP Sciences 2003