Crown structural properties, wood density, and liana load: Influence on growth and mortality in subtropical forests

Abstract

Wood density (WD) and other wood mechanical and structural properties may have a strong functional relationship with demographic patterns and allometry of trees. We analyzed the influence of WD, structural properties, architectural traits, and community-level attributes on growth rates (GRs) and mortality modes of canopy tree species in a subtropical forest of Argentina. Stem WD and the WD, strength, stiffness, toughness, and hardness of branches were measured in 10 canopy species. Architectural traits and liana load were also determined. Strength and hardness of branches were linearly correlated to branch WD, and GRs were linearly correlated to stem WD across species. At the individual level, trees with greater hardness and toughness in branches died mostly uprooted, and trees with greater branch stiffness and susceptibility to colonization by lianas were mostly broken. At the community level, the suppressed trees died mostly broken. The dominant trees with high local tree density died mostly broken, whereas more isolated trees died mostly uprooted. Mortality modes were determined not only by mechanical properties, but also by community properties such as liana load, crown canopy position, and number of neighboring trees. Other biophysical traits besides WD are important explanatory variables when dry wood is used to describe functional characteristics of trees.

La densité du bois (DB) et d’autres propriétés mécaniques et structurales pourraient avoir une étroite relation fonctionnelle avec les patrons démographiques et l’allométrie des arbres. Nous avons analysé l’influence de la DB, des pro priétés structurales, des traits architecturaux et des attributs à l’échelle de la communauté sur le taux de croissance (TC) et la cause de mortalité des espèces arborescentes dominantes dans une forêt subtropicale en Argentine. La DB du tronc ainsi que la DB, la résistance, la rigidité, la ténacité et la dureté des branches ont été mesurées chez 10 espèces dominantes. De plus, les traits architecturaux et la charge de lianes ont été déterminés. La résistance et la dureté des branches étaient liné airement corrélées à la DB des branches et le TC était linéairement corrélé à la DB du tronc chez l’ensemble des espèces. À l’échelle individuelle, les arbres dont les branches avaient la plus grande dureté et la plus grande ténacité sont le plus sou vent morts renversés et ceux dont les branches avaient la plus grande rigidité et qui étaient les plus sujets à être colonisés par les lianes sont morts pour la plupart après avoir été cassés. À l’échelle de la communauté, les arbres supprimés sont morts pour la plupart après avoir été cassés. Les arbres dominants dont la densité était localement élevée sont surtout morts après avoir été cassés tandis que les arbres plus isolés son surtout morts après avoir été déracinés. La façon dont la mortalité est survenue était déterminée par les propriétés mécaniques mais aussi par les propriétés de la communauté, telles que la charge de lianes, la position de la cime dans le couvert et le nombre d’arbres avoisinants. D’autres traits bio physiques à part la DB sont d’importantes variables explicatives lorsque du bois sec est utilisé pour décrire les caractéris tiques fonctionnelles des arbres.