Original article

Diachronic analysis of individual-tree mortality in a Norway spruce stand in the eastern Italian Alps

Analyse diachronique de la mortalité des arbres individuels dans un peuplement d’épicéa des Alpes orientales italiennes

¹ Department of AgroSelviTer, University of Turin, 10095 Grugliasco (TO), Italy
² Department of TeSAF, University of Padua, Agripolis, 35020 Legnaro (PD), Italy
³ Department of EcoTer, University of Pavia, 27100 Pavia, Italy

^* Corresponding author: daniele.castagneri@unito.it

Received: 31 March 2009
Accepted: 6 September 2009

Abstract

• Understanding tree mortality processes across time requires long term studies. Spatiotemporal patterns of mortality in a 200 years-old mono-layered Norway spruce stand were evaluated to determine what factors affected individual-tree mortality.

• We performed an analysis on two surveys (1993 and 2005) in a 1-ha permanent plot in the Paneveggio forest (Eastern Italian Alps). Tree diameter and age distribution between surveys were compared. We examined spatial patterns of living and dead trees before 1993, in 1993 and in 2005 using univariate and bivariate Ripley’s K(d) function, and a kernel estimator of local crowding. A logistic model was used to assess the effects of diameter, age, recent growth and competitive pressure on tree mortality.

• Spatial pattern analysis indicated mortality was associated to tree neighbourhood (neighbour effect at 2–5 m). An increment of regularization of tree spatial pattern occurred due to density-dependent mortality. Logistic regression showed tree diameter and recent growth were determinant on mortality risk during the monitoring period.

• Even if the stand is relatively aged, mortality dynamics are those typical of stem exclusion stage. Mortality was related to competitive dynamics, and small suppressed trees with slow growth rate had higher probability to die.

Résumé

• Comprendre les processus de la mortalité des arbres à travers le temps exige des études à long terme. Les modèles spatio-temporels de la mortalité dans un peuplement d’épicéa âgé de 200 ans monostrate ont été évalués afin de déterminer quels sont les facteurs qui ont un effet sur la mortalité des arbres individuels.

• Nous avons pratiqué une analyse sur deux enquêtes (1993 et 2005) dans une parcelle permanente de 1 ha dans la forêt de Paneveggio (Alpes orientales italiennes). Le diamètre des arbres et la distribution des âges ont été comparés entre les enquêtes. Nous avons examiné les modèles spatiaux des arbres vivants et des arbres morts avant 1993, en 1993 et en 2005 en utilisant des fonctions de Ripley K(d) univariées et bivariées, Un modèle logistique a été utilisé pour évaluer les effets du diamètre, de l’âge, de la croissance récente et de la pression concurrentielle sur la mortalité des arbres.

• L’analyse du modèle spatial indique que la mortalité a été associée aux arbres voisins (effet du voisin distant de 2 à 5 m). Un incrément de régularisation du modèle spatial de l’arbre s’est produit en raison de la dépendance de la mortalité de la densité. La régression logistique a montré que le diamètre de l’arbre et la croissance récente ont été déterminant pour le risque de mortalité au cours de la période étudiée.

• Même si le peuplement est relativement âgé, les dynamiques de la mortalité sont typiques de l’étape d’exclusion des tiges. La mortalité était liée à la dynamique concurrentielle, et de petits arbres dominés avec un faible taux de croissance avaient une probabilité supérieure de mourir.