Hvordan ettervirkningene av en 26 år gammel fin-skala forstyrrelse og lystilgang i skogbunnen påvirker etablering og vekst hos gran, furu, rogn, bjørk og hårfrytle i en granskog i SØ-Norge

Abstract

Forstyrrelser og suksesjoner er en del av den naturlige dynamikken i boreal skog, og skaper store og små, romlige og tidsmessige endringer. Endringene fører til heterogenitet i økosystemene og kan øke artsdiversiteten. Vanlige forstyrrelser i skogen er blant annet stormer som fører til trefall og rotvelt, som igjen fører til åpne glenner med bar jord som legger til rette for etablering av tidlig suksesjonsarter, og åpne glenner i kronedekket som gir ekstra sollys i skogbunnen, noe som kan være avgjørende for spiring og etablering av trær. Plantene i skogen har ulike etablerings- og revegeteringsstrategier for å fylle de forskjellige nisjene i naturen. Dette har jeg undersøkt nærmere på artsnivå. Derfor har jeg valgt ut fire tre-arter og en sivplante for (1) å finne ut om forskjellig grad av små-skala forstyrrelser påvirker hvordan gran, furu, rogn, bjørk og hårfrytle har etablert seg i skogbunnen 26 år etter forstyrrelsen, og (2) om lystilgangen på skogbunnen påvirker etablering av de nevnte artene. Jeg samlet inn data på forekomst og mengde for de fem artene fra 75 vegetasjonsruter som ble brukt i et små-skala forstyrrelseseksperiment i 1993. Eksperimentet simulerte en forstyrrelsesgradient, som varierte fra ligge- og brunstgroper laget av rådyr og elg, til eksponert mineraljord etter rotvelt. Jeg målte diffust og direkte lystilgang ved kalkulere ut fra Fisheye-fotografier av kronedekket i de samme rutene. Jeg analyserte dataene med Linear Mixed-Effects models og forenklet modellene til jeg kom frem til den best tilpassede modellen; «minimal adequate model». Resultatene viste at det var signifikant mer gran og hårfrytle i to av de tre behandlingene med høyest grad av forstyrrelse, enn i de resterende behandlingen. Dette tyder på at gran og hårfrytle krever en forstyrrelse som gir dem tid til å etablere seg på jord fri for strøfall før konkurranse fra lyngplanter og mose inntreffer. Videre viste resultatene at forekomst av rogn avtok signifikant med økende mengde diffust lys. Dette tyder på at rogn, begunstiges av å spire på de mørkere delene av en generelt mørk skogbunn.

Disturbances and successions are parts of the natural dynamics of the boreal forest. It creates large and small, spaciotemporal changes. The changes lead to heterogeneity in the ecosystems, which can increase the species diversity. Normal disturbances in the forest may be windstorms that causes trees to uproot, or tree falls, and makes gaps in the forest floor which enables establishment of pioneer species, and gaps in the canopy so that more sunlight reaches the forest floor, which could be crucial for tree seedlings to establish. The plants of the forest have different strategies of establishment and growth to fill all niches. I have examined four tree-species and a rush (1) to find out if different treatments of fine-scale disturbance are affecting the establishment of Norway spruce, Scots pine, rowan, downy birch and hairy wood-rush 26 years after the disturbance, and (2) if light availability on the forest floor affects the establishment of the same species. I collected data of frequency for the five species from 75 plots which were used in a fine-scale disturbance experiment in 1993. The experiment simulated a disturbance gradient, spanning from heat and rut hollows made of roe-deer and elk, to exposed mineral soil caused by tree uprooting. I measured the diffuse and direct light availability by calculating it from Fisheye-photographs of the canopy from the same plots. I analysed the data by using Linear Mixed-Effects Models and simplified the model to achieve the best fitted model; “minimal adequate model”. My results showed that there were significantly more Norway spruce and hairy woodrush in two of the three treatments with the highest degree of disturbance. This suggests that Norway spruce and hairy wood-rush needs a disturbance that gives them time to establish and grow on a litter-free ground before the clonal ingrowth of competing shrubs and mosses reaches inn from the margins. The results showed further that the occurrence of rowan went down significantly as the diffuse light increased. This may suggest that rowan establishment and growth benefits from establishing on the darker parts of the dark forest floor.