Competition and Tree Death

Peet, Robert K.; Christensen, Norman L.

doi:10.2307/1310669

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“…The negative relationship between DBH and mortality risk has been documented repeatedly (Coomes et al, 2003;Lorimer, 1983;Piovesan et al, 2005), especially in stem exclusion phase (Luis and Fonseca, 2004). Size is a good estimator for competitive ability and physiological status, especially in even-aged stands where small differences in size may suppose strong changes in canopy position once competitive hierarchies are established (Peet and Christensen, 1987). This fact is supported by the inclusion of height in both models.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 89%

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Pourquoi et où les arbres adultes meurent dans une jeune forêt tempérée? Le rôle du voisinage

Olano¹,

Laskurain

Escudero

et al. 2009

Ann. For. Sci.

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Abstract• The density and identity of tree neighbourhood is a key factor to explain tree mortality in forests, especially during the stem exclusion phase.• To understand this process, we built a logistic model for mortality in a spatially explicit context, including tree and neighbourhood predictors. Additionally, we used this model to build mortality risk frequency distributions. Finally, we tested this model against a random mortality model to predict the spatial pattern of the forest.• Annual mortality rate was high for pedunculate oak (Quercus robur, 6.99%), moderate for birch (Betula celtiberica, 2.19%) and Pyrenean oak (Q. pyrenaica, 1.58%) and low for beech (Fagus sylvatica, 0.26%). Mortality risk models for pedunculate oak and birch included stem diameter, tree height, canopy position and neighbourhood. Mortality was affected by the specific nature of the neighbourhood showing a clear competitive hierarchy: beech > pedunculate oak > birch. Models based on random mortality and logistic regression model were able to predict the spatial pattern of survivors although logistic regression predictions were more accurate.• Our study highlights how simple models such as the random mortality one may obscure much more complex spatial interactions. Mots-clés :Ripley's K non homogènes / modèle logistique / forêt tempérée mixte / succession / mortalité des arbres Résumé -Pourquoi et où les arbres adultes meurent dans une jeune forêt tempérée ? Le rôle du voisinage.• La densité et l'identité des arbres du voisinage sont un facteur clé pour expliquer la mortalité d'arbres dans les peuplements forestiers, surtout pendant la phase d'exclusion du tronc.• Pour comprendre ce processus, nous avons construit un modèle logistique pour la mortalité dans un contexte spatialement explicite, en incluant l'arbre et des prédicteurs de voisinage. De plus, nous avons utilisé ce modèle pour construire des distributions de fréquence de risque de mortalité. Finalement, nous avons évalué ce modèle par rapport à un modèle de mortalité aléatoire pour prédire la structure spatiale de la forêt.• Le taux de mortalité annuelle était élevé pour le chêne pédonculé (Quercus robur, 6.99 %), modéré pour le bouleau (Betula celtiberica, 2.19 %) et le chêne tauzin (Q. pyrenaica, 1.58 %) et faible pour le hêtre (Fagus sylvatica, 0,26 %). Les modèles de risque de mortalité pour le chêne pédonculé et le bouleau intégraient le diamètre du tronc, la hauteur de l'arbre, la position du houppier et le voisinage. La mortalité a été affectée par la nature spécifique du voisinage montrant une hiérarchie claire dans l'aptitude compétitive : hêtre > chêne pédonculé > bouleau. Les modèles basés sur une mortalité aléatoire et le modèle logistique ont été capables de prédire la répartition spatiale des survivants bien que les prédictions du modèle logistique étaient plus précises.• Notre étude montre comment des modèles simples basés sur une mortalité aléatoire peuvent obscurcir des interactions spatiales beaucoup plus complexes.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 89%

“…Mortality driven changes in canopy composition play a key role in shaping forest composition and structure. This fact may be especially relevant in some forest stand stages such as at the stem exclusion phase (Oliver and Larson, 1996), where the highest competition levels and tree death rates occur (Peet and Christensen, 1987).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Pourquoi et où les arbres adultes meurent dans une jeune forêt tempérée? Le rôle du voisinage

Olano¹,

Laskurain

Escudero

et al. 2009

Ann. For. Sci.

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“…Regular mortality is associated with a progressive reduction in vitality. It can result either from competition for light, water and soil nutrients (Peet and Christensen, 1987) or from senescence defined as a decrease in resource utilization efficiency because of limitations in respiratory efficiency or hydraulic conductance (Gower et al, 1996;Hubbard et al, 1999;MacFarlane et al, 2002). Irregular mortality can be described as mortality caused by random events or hazards, e.g.…”

Section: The Tree Mortality Processmentioning

confidence: 99%

Mortality of silver fir and Norway Spruce in the Western Alps — a semi-parametric approach combining size-dependent and growth-dependent mortality

Vieilledent

Courbaud²,

Künstler³

et al. 2010

Ann. For. Sci.

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Abstract• Question: Tree mortality can be modeled using two complementary covariates, tree size and tree growth. Tree growth is an integrative measure of tree vitality while tree diameter is a good index of sensitivity to disturbances and can be considered as a proxy for tree age which may indicate senescence. Few mortality models integrate both covariates because classical model calibration requires large permanent plot data-sets which are rare. How then can we calibrate a multivariate mortality model including size and growth when permanent plots data are not available?• Location: To answer this question, we studied Abies alba and Picea abies mortality in the French Swiss and Italian Alps.• Method: Our study proposes an alternative semi-parametric method which includes a random sample of living and dead trees with diameter and growth measurements.• Results: We were able to calibrate a mortality model combining both size-dependent and growthdependent mortality. We demonstrated that A. alba had a lower annual mortality rate (10%) than P. abies (18%) for low growth (< 0.2 mm year −1 ). We also demonstrated that for higher diameters (DBH ≥ 70 cm), P. abies had a higher mortality rate (0.45%) than A. alba (0.32%).• Conclusion: Our results are consistent with the mechanisms of colonization-competition trade-off and of successional niche theory which may explain the coexistence of these two species in the Alps. The method we developed should be useful for forecasting tree mortality and can improve the efficiency of forest dynamics models. Mots-clés :Abies alba / probabilités conditionnelles / modèles non-paramétriques / Picea abies / mortalité des arbres Résumé -Mortalité du sapin pectiné et de l'épicea commmun dans les alpes occidentales -une approche semi-paramétrique combinant la mortalité dépendant de la taille et de la croissance.• Question : Il est possible de modéliser la mortalité des arbres en utilisant deux covariables complé-mentaires : la taille et la croissance de l'arbre. La croissance est une mesure synthétique de la vitalité alors que le diamètre est un bon indicateur de la sensibilité aux perturbations et est très fortement corrélé à l'âge de l'arbre, qui détermine la sénescence. Peu de modèles de mortalité intègrent les deux covariables, car cela nécessite, pour les approches classiques, une calibration à partir de données de placettes permanentes qui sont rares. Comment obtenir un modèle de mortalité multivarié, incluant la taille et la croissance, lorsque des données de placettes permanentes ne sont pas disponibles ?• Localisation géographique : Pour répondre à cette question, nous avons étudié la mortalité du sapin pectiné (Abies alba) et de l'epicéa commmun (Picea abies) dans les Alpes suisses françaises et italiennes.• Méthode : Notre étude propose une méthode semi-parametrique alternative s'appuyant sur un échantillon d'arbres morts et vivants avec des mesures de diamètre et de croissance.• Résultats : Nous avons obtenu un modèle combinant la mortalité dépendant à la fois de la taille et de la...

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“…A dynamic equation was developed for predicting the reduction in tree number due to density-dependent mortality, which is mainly caused by competition for light, water and soil nutrients within a stand [79]. According to Clutter et al [31], most mortality analyses are based on the values of age and number of trees per hectare at the beginning and at the end of the period involved.…”

Section: Transition Function For Reduction In Tree Numbermentioning

confidence: 99%

A growth model for Pinus radiata D. Don stands in north-western Spain

2007

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-A dynamic whole-stand growth model for radiata pine (Pinus radiata D. Don) stands in north-western Spain is presented. In this model, the initial stand conditions at any point in time are defined by three state variables (number of trees per hectare, stand basal area and dominant height), and are used to estimate total or merchantable stand volume for a given projection age. The model uses three transition functions derived with the generalized algebraic difference approach (GADA) to project the corresponding stand state variables at any particular time. These equations were fitted using the base-age-invariant dummy variables method. In addition, the model incorporates a function for predicting initial stand basal area, which can be used to establish the starting point for the simulation. Once the state variables are known for a specific moment, a distribution function is used to estimate the number of trees in each diameter class by recovering the parameters of the Weibull function, using the moments of first and second order of the distribution. By using a generalized height-diameter function to estimate the height of the average tree in each diameter class, combined with a taper function that uses the above predicted diameter and height, it is then possible to estimate total or merchantable stand volume.whole-stand growth model / radiata pine plantations / generalized algebraic difference approach / basal area disaggregation / Galicia Résumé -Un modèle de croissance pour des peuplements de Pinus radiata D. Don du nord ouest de l'Espagne. Un modèle dynamique de croissance de peuplement est présenté pour Pinus radiata D. dans le nord ouest de l'Espagne. Dans ce modèle, les conditions initiales du peuplement en tout point et temps sont définies par trois variables d'état (nombre d'arbres à l'hectare, surface terrière et hauteur dominante) et sont utilisées pour estimer le volume total ou marchand du peuplement pour un âge donné. Le modèle utilise trois fonctions de transition dérivées avec une approche par différence algébrique généralisée (GADA) pour projeter les variables d'état correspondantes du peuplement à n'importe quel moment. Ces équations ont été ajustées en utilisant la méthode des variables indicatrices indépendantes de l'âge. En plus, le modèle incorpore une fonction de prédiction de la surface terrière initiale du peuplement qui peut être utilisée pour établir le point de départ de la simulation. Une fois que les variables d'état sont connues à un instant donné, une fonction de distribution est utilisée pour estimer le nombre d'arbres dans chaque classe de diamètre en récupérant les paramètres de la fonction de Weibull, en utilisant les moments de premier et de second ordre de la distribution. En utilisant une fonction généralisée hauteur-diamètre pour estimer la hauteur de l'arbre moyen de chaque classe de diamètre, combinée avec une fonction qui utilise la prédiction précédente du diamètre et de la hauteur, il est alors possible d'estimer le volume total ou marchand du peuplement. modèl...

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Competition and Tree Death

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Pourquoi et où les arbres adultes meurent dans une jeune forêt tempérée? Le rôle du voisinage

Pourquoi et où les arbres adultes meurent dans une jeune forêt tempérée? Le rôle du voisinage

Mortality of silver fir and Norway Spruce in the Western Alps — a semi-parametric approach combining size-dependent and growth-dependent mortality

A growth model for Pinus radiata D. Don stands in north-western Spain

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