Bright B. Kumordzi, Isabelle Aubin, Françoise Cardou, Bill Shipley, Cyrille Violle, Jill Johnstone, Madur Anand, André Arsenault, F. Wayne Bell, Yves Bergeron, Isabelle Boulangeat, Maxime Brousseau, Sylvain Delagrange, Nicole J. Fenton, Dominique Gravel, Ellen E. MacDonald, Benoît Hamel, Morgane Higelin, Louis De Grandpré, François Hébert, Nathalie Isabel, Azim Mallik, Anne C.S. McIntosh, Jennie R. McLaren, Christian Messier, Dave M. Morris, Nelson Thiffault, Jean-Pierre Tremblay, Alison Munson. Geographic scale and disturbance influence intraspecific trait
variability in leaves and roots of North American understorey
plants. 2019. Functional Ecology 33(9):1771-1784
DOI : 10.1111/1365-2435.13402
- Considering intraspecific trait variability (ITV) in ecological studies has improved our understanding of species persistence and coexistence. These advances are based on the growing number of leaf ITV studies over local gradients, but logistical constraints have prevented a solid examination of ITV in root traits or at scales reflecting species’ geographic ranges.
- We compared the magnitude of ITV in above? and below?ground plant organs across three spatial scales (biophysical region, locality and plot). We focused on six understorey species (four herbs and two shrubs) that occur both in disturbed and undisturbed habitats across boreal and temperate Canadian forests. We aimed to document ITV structure over broad ecological and geographical scales by asking: (a) What is the breadth of ITV across species range?scale? (b) What proportion of ITV is captured at different spatial scales, particularly when local scale disturbances are considered? and (c) Is the variance structure consistent between analogous leaf and root traits, and between morphological and chemical traits?
- Following standardized methods, we sampled 818 populations across 79 forest plots simultaneously, including disturbed and undisturbed stands, spanning four biophysical regions (~5,200 km). Traits measured included specific leaf area (SLA), specific root length (SRL) and leaf and root nutrient concentrations (N, P, K, Mg, Ca). We used variance decomposition techniques to characterize ITV structure across scales.
- Our results show that an important proportion of ITV occurred at the local scale when sampling included contrasting environmental conditions resulting from local disturbance. A certain proportion of the variability in both leaf and root traits remained unaccounted for by the three sampling scales included in the design (36% on average), with the largest amount for SRL (54%). Substantial differences in magnitude of ITV were found among the six species, and between analogous traits, suggesting that trait distribution was influenced by species strategy and reflects the extent of understorey environment heterogeneity.
- Even for species with broad geographical distributions, a large proportion of within?species trait variability can be captured by sampling locally across ecological gradients. This has practical implications for sampling design and trait selection for both local studies and continental?scale modelling.
Benoît Hamel, Nicolas Bélanger, David Paré. Productivity of black spruce and Jack pine stands in Quebec as related to climate, site biological features and soil properties. 2004. For. Ecol. Manage. 191(1-3):239-251.
DOI : 10.1016/j.foreco.2003.12.004
The relationships between site quality indices (SQI) (estimated height at age 50) of black spruce and Jack pine and site characteristics were investigated over a large territory in the boreal forest of Quebec. The relationships with degree-days (DD) and parent material, which are considered as permanent site factors, were significant for both species. Linear regressions with these two parameters as independent variables explained about 40% of the variability in site quality indices for black spruce and Jack pine. The addition of soil chemistry and biological data to this model indicated a significant contribution of exchangeable Mg concentrations or Al:CEC molar ratios in the forest floor and lichen cover to the prediction of site quality indices. Inclusion of these variables increased the model R2 up to 60% for both species. Whether these variables reflect permanent site conditions or conditions related to the history of the sites is unknown. © 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
Benoît Hamel. Productivité potentielle de l'épinette noire (Picea mariana) et du pin gris (Pinus banksiana) en relation aux propriétés permanentes du site, au sol et à la composition en éléments nutritifs du feuillage. 2000. Mémoire de maîtrise en biologie, Université du Québec à Montréal. 89 p.
Les objectifs de cette recherche étaient d'évaluer les relations entre d'une part l'IQS du pin gris et de l'épinette noire et d'autres parts les variables permanentes des sites, les propriétés chimiques et biologiques du sol ainsi que le statut nutritif foliaire. Cette étude explore ces relations sur une large échelle géographique, sur des peuplements jeunes ayant une demande maximale sur le cycle biogéochimique. Une quarantaine de stations ont été échantillonnées pour chaque espèce. Des échantillons de sol (FH et minéral) et du feuillage (tiers supérieur de trois arbres dominants) ont été récoltés dans chacune d'elle pour analyses au laboratoire. Le drainage, l'exposition, la pente, la pierrosité et le recouvrement en mousses et lichens ont été évalués sur le terrain. La productivité des stations a été évaluée au moyen d'une fonction d'indice de qualité de station (IQS) développée par Pothier et Savard (1998) utilisant la mesure de l'âge et la hauteur de trois à cinq arbres dominants ou co- dominants. Le Compositional Nutrient Diagnosis (CND ; diagnostique nutritif constitutif), les log-ratios (V J et les concentrations en éléments nutritifs des feuilles ont servis à interpréter le statut nutritif. Des conditions de croissance communes à l'épinette noire et au pin gris ressortent de cette étude. Les degrés jour (DJ) et le drainage sont les seuls paramètres permanents expliquant la croissance en hauteur de ces espèces (régression multiple: R2 =
0,13 pour l'épinette noire; R2 = 0,23 pour le pin gris). Par contre les propriétés édaphiques de la couverture morte expliquent davantage la variance des IQS, pour l'épinette noire (R2 = 0,43) comme pour le pin gris (R2 = 0,43). Les propriétés du sol minéral expliquent peu la variance des IQS. Aucune relation entre le statut nutritif de l'épinette noire et l'IQS n'a été observée. Le pin gris montre des relations positives entre le contenu en éléments nutritifs des feuilles et l'IQS pour N, Mg et Ca et montre un patron nutritif régional. Le recouvrement en lichen semble un critère intéressant pour l'identification des stations d'épinette noire et de pin gris plus pauvre. À la lumière de ces résultats, nous pouvons conclure que les propriétés de la couverture morte du sol, qui ne sont que partiellement dépendantes des conditions de dépôt et de drainage sont rattachées de façon importantes à la croissance en hauteur de l'épinette noire et du pin gris. L'étude suggère donc que des facteurs autres que les propriétés permanentes du sol qui affectent les propriétés du l'humus, ont des effets sur la croissance en hauteur. Ces facteurs peuvent par exemple être liés aux perturbations ou à la végétation compagne. Les résultats de l'étude illustrent que la fertilité du sol d'un site donné est fortement malléable. © 2000 UQAM tous droits réservés.