Increasing ground-layer plant taxonomic diversity masks declining phylogenetic diversity along a silvicultural disturbance gradient

Most plant diversity in temperate deciduous forests is found in the ground layer, but nearly all studies comparing plant community assembly using taxonomic, trait, and phylogenetic diversity indices are limited to woody plants. To examine the relationship between short-term ground-layer plant community assembly and disturbance severity, we leveraged a silvicultural experiment that applied a combination of harvest and site preparation treatments in a northern hardwood forest in Michigan, USA. We predicted that after two growing seasons, plant communities would be less sensitive to harvest treatments when compared with site preparation treatments that disturb the rhizosphere and modify rooting substrate. We also predicted that an increase in taxonomic diversity would accompany a decline in trait diversity and phylogenetic diversity. Instead, plant species composition responded similarly to harvest treatment and site preparation treatment. However, our measure of disturbance severity was positively correlated with both trait diversity and taxonomic diversity but negatively correlated with phylogenetic diversity, indicating that increasingly diverse traits and taxonomies along this disturbance severity gradient were comprised of more phylogenetically simple plant communities. Informed management decisions should therefore consider the underlying value of each diversity measure, as taxonomic diversity alone may not be the best metric for assessing plant community assembly.

La plus grande partie de la diversité végétale des forêts feuillues tempérées se trouve dans la strate près du sol, mais presque toutes les études comparant l’assemblage des communautés végétales à l’aide d’indices de diversité taxonomique, phylogénétique et caractérielle se limitent aux plantes ligneuses. Pour étudier la relation à court terme entre l’assemblage des communautés végétales de la strate près du sol et l’intensité des perturbations, nous avons utilisé une expérience sylvicole combinant des traitements de récolte et de préparation de terrain dans une forêt feuillue du nord du Michigan, aux États-Unis. Nous avons anticipé qu’après deux saisons de croissance, les communautés végétales seraient moins sensibles aux traitements de récolte qu’aux traitements de préparation de terrain qui perturbent la rhizosphère et modifient le substrat d’enracinement. Nous avons également anticipé qu’une augmentation de la diversité taxonomique serait associée à une baisse de la diversité phylogénétique et caractérielle. Nous avons plutôt observé que la composition des espèces végétales a réagi de façon similaire aux traitements de récolte et de préparation de terrain. Cependant, notre mesure de l’intensité des perturbations était positivement corrélée à la diversité taxonomique et caractérielle, mais négativement reliée à la diversité phylogénétique. Ces résultats indiquent que l’augmentation de la diversité des caractères et des taxons le long du gradient d’intensité des perturbations se traduisait par des communautés végétales plus simples sur le plan phylogénétique. Des décisions d’aménagement éclairées doivent donc tenir compte de la valeur sous-jacente de chaque mesure de diversité, puisque la seule diversité taxonomique pourrait ne pas être la meilleure mesure pour évaluer l’assemblage des communautés végétales. [Traduit par la Rédaction]