Twenty-five years of vegetation change along a putative successional chronosequence on the Tanana River, Alaska

Along the Tanana River floodplain, several turning points have been suggested to characterize the changes in ecosystem structure and function that accompany plant community changes through primary succession. In the past, much of this research focused on a presumed chronosequence that uses space for time substitutions. Within this chronosequence, permanent vegetation plots repeatedly measured over time provide an excellent test of the turning points model. We analyzed both canopy and understory vegetation data collected since 1987 in the Bonanza Creek Experimental Forest at the Bonanza Creek Long Term Ecological Research site to address the following questions: (i) Do long-term changes in the densities of seedling, sapling, and mature trees and shrubs of the dominant woody taxa at each successional stage support the turning points model? (ii) How does the entire plant community change with time at each hypothesized turning point? (iii) Do we see evidence of directional and synchronous shifts in species composition across successional stages? We conclude that some aspects of vegetation change during the last 25 years were consistent with the turning points model; however, many changes were not consistent, indicating the potential roles of biological, environmental, landscape, and climate controls in vegetation patterns. Resume: Le long de la plaine inondable de la riviere Tanana, plusieurs moments decisifs ont ete suggeres pour caracteriser les changements de fonction et de structure de l'ecosysteme qui accompagnent les changements dans la communaute vegetale tout au long de la succession primaire. Dans le passe, la plupart des travaux de recherche ont mis l'accent sur une chronosequence presumee qui suit une approche synchronique. A l'interieur de cette chronosequence, des placettes echantillons permanentes de la vegetation, mesurees a plusieurs reprises dans le temps, constituent un excellent test pour le modele des moments decisifs. Nous avons analyse des donnees de vegetation de la canopee et du sous-etage collectees depuis 1987 dans la foret experimentale de Bonanza Creek, a la station de recherche a long terme en ecologie de Bonanza Creek, dans le but de s'attaquer aux questions suivantes: (i) Est-ce que les changements a long terme de densite des semis, des gaules et des arbres matures ainsi que des arbustes des taxons ligneux dominants a chaque stade de succession supportent le modele des moments decisifs? (ii) De quelle facon la communaute vegetale en entier change avec le temps a chaque moment decisif presume? (iii) Voit-on des signes de changements directionnels et synchrones dans la composition en especes a travers les stades de succession? Nous arrivons a la conclusion que certains aspects de la modification de la vegetation au cours des derniers 25 ans ont ete coherents avec le modele des moments decisifs. Cependant, plusieurs changements n'etaient pas coherents, indiquant que des facteurs biologiques, environnementaux, paysagers et climatiques pourraient avoir un effet determinant sur les patrons de vegetation. [Traduit par la Redaction]
Introduction The trajectory and rate of primary succession are influenced by interactions among stochastic events, community-level processes, and species life history traits (Billings 1938; Egler 1954; Connell and Slatyer 1977; [...]