The soil seed bank of a montane meadow: consequences of conifer encroachment and implications for restoration

Nicole L. Lang, Charles B. Halpern
2007 Canadian Journal of Botany  
We examined changes in the soil seed bank associated with conifer encroachment of montane meadows in the western Cascade Range of Oregon. We asked whether, and over what period of time, meadow species maintain viable seeds in the soil, and by implication, whether the seed bank can contribute to restoration if conifers are removed. Seed bank composition, ground vegetation, and forest age structure were quantified for 209 samples representing a chronosequence of open meadow, young forest (<75
more » ... s), and old forest (95 to >200 years). The seed bank was substantial (44 taxa and 2332 germinants/m 2 ), but dominated by native ruderals (16 species comprising 71% of germinants). Greater than 70% of meadow species were absent from the seed bank. Thirteen meadow species accounted for 21% of all germinants, but most of these were the dominant sedge, Carex pensylvanica Lam.. Seed density, richness, and composition showed weak relationships to forest age, and little resemblance to the ground vegetation, which changed markedly with forest development. Our results suggest that there is limited potential for recovery of most meadow species via the seed bank. Natural reestablishment of these species will require seed dispersal or gradual vegetative spread from existing openings, but competitive interactions with ruderal or forest species may limit recruitment or recovery. Résumé : Les auteurs ont examiné les changements dans la banque de graines du sol, associés à la colonisation des prairies montagnardes par des conifères, dans l'ouest du Cascade Range, en Oregon. On a cherché à déterminer si, et au cours de quelle période de temps, les espèces de prairie maintiennent des graines viables dans le sol, et conséquemment, si la banque de graines peut contribuer à la restauration lorsqu'on enlève les conifères. On a quantifié la composition de la banque de graines, la végétation au sol, et la structure d'âge de la forêt, dans 209 échantillons représentant une chronoséquence, allant de la prairie à la jeune forêt (<75 ans), et à la forêt âgée (95 à >200 ans). La banque de graines est substantielle (44 taxons et 2332 germinats/m 2 ), mais dominée par des espèces indigènes rudérales (16 espèces constituant 71 % des germinats). Plus de 70 % des espèces de prairies sont absentes dans la banque. Treize espèces de prairies constituent 21 % de tous les germinats, mais la plupart de ceux-ci appartiennent au carex dominant, Carex pensylvanica Lam. La densité, la richesse et la composition des graines montrent une faible relation avec l'âge de la forêt, et il y a peu de ressemblance avec la végétation au sol, qui se modifie considérablement avec le développement de la forêt. Les résultats suggèrent que le potentiel de recouvrement des espèces de prairie via la banque de graines est limité. Le rétablissement naturel de ces espèces nécessitera la dispersion de graines, ou encore un étalement graduel à partir des ouvertures existantes, mais les interactions compétitives avec les espèces rudérales et forestières pourraient limiter le recrutement ou le recouvrement.
doi:10.1139/b07-051 fatcat:hdcqekrf25b45lcafglhm724ye