Original article

Spatial and temporal variability of natural regeneration in a temperate old-growth forest

Variabilité spatiale et temporelle d’une régénération naturelle dans une vieille forêt tempérée

Department of Forest Botany and Nature Conservation University of Agriculture, Al. 29 Listopada 46, 31-425 Krakow, Poland

^* Corresponding author: rljszewc@cyf-kr.edu.pl

Received: 13 March 2009
Accepted: 4 September 2009

Abstract

• The natural regeneration of shade-tolerant tree species is characterized by large spatial heterogeneity and temporal variability. The mechanisms producing those patterns are still poorly understood and the knowledge of long-term fluctuations in regeneration processes is very limited.

• We used data from long-term study plots in an old-growth stand dominated by European beech and silver fir to address three questions: (1) Is a tendency towards clumping in seedlings associated with a particular spatial scale? (2) Are the spatial patterns in seedlings constant over time? (3) Is the distribution of seedlings related to light intensity?

• Over the study period the seedling density varied from 2.5 to 6 ind./m². Stronger fluctuations occurred at a fine scale. Seedlings were clumped at distances ranging from a few centimeters to a few meters. The distribution of places with high seedling densities was relatively constant over time, especially in beech. Positive but weak rank correlations were found between light intensity and densities of beech and fir seedlings.

• Despite large fluctuations in seedlings densities, caused by mast-seeding, a permanent seedling bank was maintained. Very pronounced clumping of tree seedlings found in this study was only partially explained by differences in light intensity.

Résumé

• La régénération naturelle des essences tolérantes à l’ombre est caractérisée par une grande hétérogénéité spatiale et une variabilité temporelle. Les mécanismes de production de ces modèles sont encore mal compris et la connaissance des fluctuations à long terme des processus de régénération est très limitée.

• Nous avons utilisé des données provenant d’études à long terme de parcelles, dans une vieille forêt ancienne dominée par le hêtre et le sapin pectiné, pour répondre à trois questions : (1) Y a-t-il une tendance à des bouquets de semis associée à une échelle spatiale particulière? (2) Les modèles spatiaux des semis sont-ils constants dans le temps ? (3) La distribution des semis est-elle liée à l’intensité de la lumière?

• Au cours de la période d’étude, la densité des semis a varié de 2.5 à 6 ind./m². De fortes fluctuations se sont produites à une échelle fine. Les plants étaient distribués en bouquets à des distances allant de quelques centimètres à quelques mètres. La distribution des emplacements avec des densités de semis élevées a été relativement constante au fil du temps, surtout avec le hêtre. Des corrélations positives mais faibles, ont été trouvées entre l’intensité de la lumière et les densités de semis de hêtre et de sapin.

• En dépit de fortes fluctuations des densités de semis, causées par la chute des graines, un stock permanent de semis a été maintenu. Des bouquets très marqués de semis, retrouvés dans cette étude n’ont été que partiellement expliqués par des différences dans l’intensité lumineuse.