Density dependence in an experimental boreal forest understory community

Density-dependent regulation in plants may occur at the level of the entire community and may differ in magnitude and direction at different life history stages such as germination, survival and growth, and under different abiotic conditions. We constructed semi-natural communities of boreal forest understory species planting 10 of the most abundant species. The experimental communities were established from seed or from cuttings and grown in sandboxes at six densities that extended far above and below average natural field density, while maintaining constant relative species proportions (a community density series (CDS)). We used two watering and fertilization levels in a factorial design. At the community level, both emergence and final per-plant shoot mass were negatively density dependent, while survival to the end of the season was facilitative. The effect of water was positive at seed emergence, whereas fertilizer negatively affected survival. Species-specific responses were also dependent on life stage. We demonstrated that density dependence is important in structuring this unproductive boreal understory habitat. The CDS approach allows us to quantify the effects of plant competition at the community and species levels, and to determine whether the importance of these biotic interactions depend on abiotic factors. Key words: boreal forest understory, competition, facilitation, fertilization, survival, watering. La regulation dependant de la densite chez les plantes survient a l'echelle de la communaute entiere et peut differer en importance et en direction selon les differents stades du cycle de vie comme la germination, la survie et la croissance, et selon diverses conditions abiotiques. Les auteurs ont construit des communautes semi-naturelles representant les especes du sous-etage de la foret boreale, en plantant dix des especes les plus abondantes. Ils ont etabli les communautes experimentales a partir de semences ou de boutures et les ont fait croitre dans des boites de sable; six densites ont ete utilisees allant de situations bien en-deca et bien au-dela de la densite; naturelle sur le terrain, tout en maintenant les proportions relatives entre les especes [serie de densite communautaire (CDS)]. Ils ont utilise deux regimes de fertilisation et d'arrosage, selon un dispositif factoriel. A l'echelle de la communaute;, la biomasse par tige a l'emergence aussi bien qu'a la fin s'est averee negativement dependante de la densite, alors que la survie jusqu'a la fin de la saison la facilite. L'effet de l'eau fut positif a l'emergence des plantules alors que la fertilisation a affecte negativement la survie. On observe que les reactions espece-espece dependent egalement du stade du cycle de vie. Les auteurs deemontrent que la dependance sur la densite s'avere importante pour la structuration de cet habitat peu productif du sous-bois de la foret boreale. L'approche CDS a permis aux auteurs de quantifier les effets de la competition vegetale a l'echelle de la communaute et des especes, et de determiner si l'importance de ces interactions biotiques depend de facteurs abiotiques. Mots-cles: sous-etage de la foret boreale, competition, facilitation, fertilisation, survie, irrigation. [Traduit par la Redaction]
Introduction There is abundant evidence showing that competition occurs within plant communities (Connell 1983; Schoener 1983; Goldberg and Barton 1992; Goldberg et al. 1999; Keddy 2001; Reynolds and Rajaniemi 2007), [...]