Ann. For. Sci. 63 (2006) 457-467
DOI: 10.1051/forest:2006026

Effect of species composition, stand density and site index on the basal area increment of oak trees (Quercus sp.) in mixed stands with beech (Fagus sylvatica L.) in northern France

Sebastian Hein^a and Jean-François Dhôte<sup>b

a</sup>  Forest Research Institute of Baden-Württemberg, Freiburg, Germany
^b  Laboratory of Forest and Wood Resources (LERFoB), UMR ENGREF/ INRA 1092, Nancy, France

(Received 16 August 2005; accepted 14 December 2005; published online 19 July 2006)

Abstract - We investigated the relationship between tree size and radial growth of oak in mixed oak-beech stands where beech basal area ranged from 0.0 to 98.2%. We analysed 30 long-term permanent oak-beech plots in northern France with a total of 167 growth periods between 1904 and 2000. The study was based on a nonlinear segmented model of individual tree basal area increment as a function of diameter at breast height, which is implemented in the French forest growth simulator Fagacées. We investigated variations of slope from the linear branch of the segmented model for oak. We found stand density, species composition, and site index to have a significant influence. The basal area increment of oak decreased with rising admixture of beech and increased with site quality and lower stand density. The effect of beech admixture found in the present study corresponds with findings from tree physiology on below- and aboveground competition. Our results underline differences in competitiveness and long-term species dynamics in mixed oak-beech stands.

Résumé - Effet du mélange, de la densité et de l'indice de fertilité sur l'accroissement en surface terrière du chêne (Quercus sp.) dans des peuplements mélangés avec du hêtre (Fagus sylvatica L.) dans le nord de la France. Nous avons analysé la relation entre le diamètre du tronc et l'accroissement radial du chêne dans des peuplements mélangés de hêtre et chêne, où le pourcentage de hêtre varie entre 0,0 et 98,2 %. L'analyse s'appuie sur un réseau de 30 placettes permanentes situées dans le nord de la France avec au total 167 périodes d'accroissements entre 1904 et 2000. L'étude est basée sur un modèle non-linéaire segmenté pour l'accroissement en surface terrière en fonction du D₁₃₀ de chaque arbre, comme il a été intégré dans le simulateur de croissance français Fagacées. Notre analyse est focalisée sur la variation de la pente de la branche linéaire du modèle segmenté pour le chêne. La densité du peuplement, le pourcentage du hêtre dans le mélange et l'indice de fertilité ont un effet significatif sur la pente. L'accroissement en surface terrière de l'arbre diminue si le pourcentage du hêtre augmente. Il augmente avec l'indice de fertilité ainsi qu'avec la diminution de la densité du peuplement. L'effet mélange trouvé correspond bien aux résultats de la physiologie des arbres sur la compétition souterraine et aérienne. Nos résultats soulignent la différence de compétitivité entre les essences et la dynamique des essences dans des peuplements mélangés hêtre-chêne.

Key words: mixed-species stands / basal area growth / Quercus sp. / Fagus sylvatica / mixed model

Mots clés : peuplements mélangés / accroissement en surface terrière / Quercus sp. / Fagus sylvatica / modèle effets mixtes

Corresponding author: sebastian.hein@forst.bwl.de

© INRA, EDP Sciences 2006