Ann. For. Sci. 63 (2006) 749-761
DOI: 10.1051/forest:2006056

Canopy structure and spatial heterogeneity of understory light in an abandoned Holm oak woodland

Fernando Valladares^a and Beatriz Guzmán<sup>b

a</sup>  Instituto de Recursos Naturales, Centro de Ciencias Medioambientales, C.S.I.C., Serrano 115 dpdo., 28006 Madrid, Spain, Area de Biodiversidad y Conservación, ESCET Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Mostoles Madrid, Spain
^b  Real Jardín Botánico de Madrid, C.S.I.C. Pza. de Murillo 2, 28014 Madrid, Spain

(Received 31 May 2005; accepted 27 January 2006; published online 18 October 2006)

Abstract - Understory light is crucial to understand forest ecology but there is scant information for Mediterranean forests. Understory light of an abandoned Holm oak (Quercus ilex L.) woodland was studied in central Spain by means of hemispherical photographies in a grid of 1-m² points. Canopy height, stem density and basal area had a significant influence on understory light. Height exhibited the most significant correlation, with indirect light. However, its potential as a predictor of understory light was low due to the large fraction of unexplained variance. Sunflecks contributed to half of the understory light; they were intense and long (25 min), and 10 min shorter at the herb than at the shrub layer. Mean light availability in the understory was half of that in the open and it exhibited a significant spatial heterogeneity. Spatial grain was significantly coarser for indirect than for direct light; it was also coarser at the herb than at the shrub layer, indicating that while a single individual shrub exploits light heterogeneity via phenotypic plasticity at the shrub layer, different individuals or micropopulations exploit it at the herb layer. Abandonment of traditional management of Holm oak woodlands leads to a decrease in both the availability and the spatial heterogeneity of understory light.

Résumé - Structure du couvert et hétérogénéité spatiale du rayonnement lumineux transmis dans une friche à chêne vert. Le rayonnement transmis sous couvert est une composante essentielle de l'écologie forestière. Malheureusement, peu d'information est disponible sur ce point dans le cas des forêts méditerranéennes. Le rayonnement lumineux transmis sous la couvert d'un peuplement de chêne vert (Quercus ilex L.) issu d'une friche a été étudié en Espagne centrale en utilisant des photographies hémisphériques prises selon une grille de placettes de 1 m². La hauteur des arbres, la densité du peuplement et la surface terrière modulaient fortement le rayonnement transmis. La hauteur des arbres était significativement corrélée à la transmission du rayonnement diffus. Cependant, la valeur prédictive de ce paramètre était faible, du fait d'une très forte variance résiduelle. Les taches de soleil contribuaient à la moitié du rayonnement transmis ; elles étaient à la fois intenses et de longue durée (25 min en moyenne). Au niveau de la strate herbacée, ces taches présentaient une durée plus faible (d'environ 10 min). Le rayonnement transmis par le couvert de chêne représentait en moyenne 50 % du rayonnement incident, et présentait une forte hétérogénéité spatiale. Le grain spatial de cette hétérogénéité était plus grossier pour le rayonnement diffus que pour le rayonnement direct, et était également plus grossier au niveau de la strate herbacée que de la strate arbustive. Ceci montre qu'un arbuste exploite cette hétérogénéité via la plasticité phénotypique, alors que dans la strate herbacée les individus ou les micropopulations entrent en compétition pour la lumière. L'abandon des pratiques traditionnelle de gestion des boisements de chêne vert conduit à une baisse simultanée de la disponibilité en lumière sous couvert et de l'hétérogénéité spatiale de ce rayonnement lumineux transmis.

Key words: hemispherical photography / Holm oak / understory light / Mediterranean forests / spatial heterogeneity

Mots clés : photographie hémisphérique / chêne vert / rayonnement lumineux transmis sous couvert / forêts méditerranéennes / hétérogénéité spatiale

Corresponding author: valladares@ccma.csic.es

© INRA, EDP Sciences 2006