Local testing and calibration of species-specific competition indices in Sierran mixed-conifer forests: application transfer to evolving objectives

Forest growth processes are driven by site productivity and species functional traits, which are ultimately constrained by cumulative resource demand, resulting in competitive dynamics across successional forest communities. Historical efforts to quantify competition used density metrics or neighborhood crowding indices for yield modeling and reforestation surveys. These methods have expanded to include dendroclimatology and restoration applications that commonly assume similar competitive response across species of various functional types. We assessed the competitive indices of two focal species, Pinus lambertiana (Dougl.) and Pinus ponderosa (Dougl. ex P. Laws. & C. Laws.) in mixed-conifer forests of the Sierra Nevada to estimate stem radial growth under current stand structure. We ranked correlations of basal area increment of the last 10 years (BAI₁₀) separately across 20 competition indices (CIs). The best-ranked CIs were used to test the relative influence of competition, tree size, and site variables on BAI₁₀ with linear mixed models. While crown overlap was a common variable in CIs among both species, BAI₁₀ of P. lambertiana was less impacted by intraspecific competition, and P. ponderosa appeared sensitive to all competing stems. The results suggest that local calibration of CIs with crown parameters may aid in interpreting Pinus species growth patterns and that the relative impact of competition on growth is species specific.

Les processus de croissance des forêts sont déterminés par la productivité de la station et les caractéristiques fonctionnelles des espèces tout en étant ultimement limités par la demande cumulative de ressources, ce qui entraîne une dynamique de concurrence entre les communautés forestières qui se succèdent. Les efforts antérieurs visant à quantifier la concurrence ont utilisé des mesures de densité ou des indices d’abondance locale des arbres pour modéliser la production et planifier les inventaires de reboisement. Ces méthodes se sont étendues aux applications en dendroclimatologie et en restauration qui supposent généralement une réaction concurrentielle similaire entre les espèces de différents types fonctionnels. Nous avons évalué les indices de concurrence de deux espèces d’intérêt, Pinus lambertiana (Douglas) et Pinus ponderosa (Douglas ex. P. Lawson et C. Lawson), dans des forêts mixtes de conifères de la Sierra Nevada pour estimer la croissance radiale des arbres avec la structure actuelle des peuplements. Nous avons ordonné les corrélations de l’accroissement en surface terrière des 10 dernières années (AST₁₀) séparément pour 20 indices de concurrence (IC). Les IC les mieux classés ont été utilisés pour tester l'influence relative de la concurrence, de la taille des arbres et des variables de la station sur AST₁₀ à l’aide de modèles mixtes linéaires. Même si le chevauchement des cimes était une variable commune aux IC des deux espèces, AST₁₀ de P. lambertiana était moins influencé par la concurrence intraspécifique et P. ponderosa semblait sensible à tous les arbres concurrents. Les résultats indiquent que l'étalonnage local des IC avec des paramètres de la cime peut aider à interpréter les patrons de croissance des espèces du genre Pinus, et que l'impact relatif de la concurrence sur la croissance est propre à chaque espèce. [Traduit par la Rédaction]