Abstract
Forest dynamics were analysed in the Upper Vosges mountains of north-eastern France in two reserve areas, Frankenthal-Missheimle (FM) and Grand Ventron (GV), located in the Ballons des Vosges Natural Regional Park (Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges). Two plots of 3000 m2 each were established in mixed beech woodlands located just below sub-alpine beech forests for long-term monitoring. The main aim of the study was to interpret how the different species populations in mixed-beech woodlands in the Vosges grow and interact over the long term, and to determine the disturbance history. The study combined vegetation description, dendrological and structural data, architectural descriptions and drawings and light distribution and soil analysis. Historical information was also taken into consideration. Soils in the two plots showed available phosphate P values > 0.14 g kg−1, indicating good levels of phosphorus supply for plants, except for A1/C horizon (1Va soil) which corresponds to a medium-fertility soil. However, soils were found to be shallow because of the slope, a factor that may limit water availability for adult trees and seedlings. As the canopy (composed of existing trees) consists of shade trees, the growth rates for seedlings and saplings (potential trees) depends on the canopy architecture: when growing in sunlit gaps, saplings reach full daylight (canopy height) in less than 100 years. When developing in shade (suppressed state), saplings may need up to 150 years before reaching full daylight. Alternating periods of rapid and slow growth explain why some trees present a wide range of stem diameters and ages in the area leading up to the canopy (some trees are more than 300-years-old), in contrast with the relatively homogeneous height classes distribution, indicating suppression periods. Trees in the FM and GV plots were found to have different growth rates. Both study plots developed with similar past disturbance events, the two most important being at the beginning of the 18th century. In addition, the forests were regularly affected by smaller disturbances until present. Because of the spatial heterogeneity and large range of ages represented, the forest stands within the two natural reserve areas are presently considered to be the best-preserved sites in the upper Vosges, but their situation near the timber line prevents them from becoming models for forest management at lower altitudes.
Similar content being viewed by others
References
M. Becker (1985) ArticleTitleLe dépérissement du sapin dans les Vosges. Quelques facteurs liés à la détérioration des cîmes Revue Forestière Française 37 281–287 Occurrence Handle10.4267/2042/21809
M. Becker (1989) ArticleTitleThe role of climate on present and past vitality of silver fir forests in the Vosges mountains of northeastern France Can. J. Forest. Res. 19 1110–1117 Occurrence Handle10.1139/x89-168
A. Bogenrieder (2001) ArticleTitleSchwarzwald und Vogesen - ein vegetationskundlicher Vergleich Mitteilungen des Badischen Landesvereins für Naturkunde und Naturschutz 17 745–792
M. Bonneau (1995) Fertilisation des forêts dans les pays tempérés ENGREF Nancy
M. Bonneau P. Faivre M. Gury J.M. Hétier F. Le Tacon (1978) Carte pédologique de la France à 1/100000. Notice explicativeSaint-Dié INRA Service d’Etude des Sols et de la Carte Pédologique de la France 11
R. Bradshaw B. Holmqvist (1999) ArticleTitleDanish forest development during the last 3000 years reconstructed from regional pollen data Ecography 22 53–62
A. Brethes J.J. Brun B. Jabiol J.F. Ponge F. Toutain (1992) Typologie des formes d’humus D. Baize M.C.R Girard (Eds) éférentiel PédologiqueAssociation Française pour l’Etude du sol INRA Paris 177–192
R. Carbiener (1966) La végétation des Hautes Vosges dans ses rapports avec les climats locaux, les sols et la géomorphologie University of Orsay France
Cenusa R. 2001. Les montagnes de Calimani. Les forêts vierges de Roumanie, Giurgieu, Donita, Bandku, Radu, Cenusa, Dissescu, Stoiculescu, Biris. ASBL forêts wallone, pp.179–184.
R.L. Chazdon R.W. Pearcy (1986) ArticleTitlePhotosynthetic light environments in a lowland and tropical rain forest in Costa Rica J. Ecol. 72 533–564
Closset D. and Schnitzler A. 2000a. Naturalité de la hêtraie d’altitude dans la Réserve naturelle du Frankenthat Missheimle. University of Metz-Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges. Internal Report 37p.
Closset D. 2000. Sylvigénèse et naturalité de la hêtraie d’altitude dans la Ré serve Naturelle du Frankenthal-Missheimle. DEA Sciences Agronomiques, University of Metz.
InstitutionalAuthorNameCOST Action E4 EU (1999) (European corporation in science and technology) Forest Research Network Final report. Mission, goals, outputs, recommendations, linkage and patterns Office for Official Publications of the European Communities Luxembourg
J.S. Denslow J.C. Schultz P.M. Vitousek B.R. Strain (1990) ArticleTitleGrowth responses of tropical shrubs to treefall gap environments Ecology 71 165–179 Occurrence Handle10.2307/1940257
P. Duchaufour M. Bonneau (1959) ArticleTitleUne nouvelle méthode de dosage du phosphore assimilable dans les sols forestiers Bulletin de l’Association Française pour l’étude du sol 4 193–198
Edelin C. 1977. Images de làrchitecture des conifères. PhD thesis, University of Montpellier.
H. Ellenberg (1988) Vegetation of Middle Europe Cambridge University Press Cambridge
D.A. Franks F. McNaughton (1991) ArticleTitleStability increases with diversity in plant communities: empirical evidence from the 1988 Yellowstone drought Oikos 62 360–362
Frazer G.W., Canham C.D. and Lertzman K.P. 1999. Gap Light Analyser (GLA), Version 2.0: Imaging software to extract canopy structure and gap light transmission indices from true-colour fisheye photographs, User’s Manual and Program Documentation. Copyright 1999: SimoFraser University, Burnaby, British Columbiaand Institute of Ecosystem Studies, Millbrook, New York.
Garnier E. 1994. L’homme et son milieu: le massif du Grand Ventron à travers les âges. Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges, Internal Report.
Garnier E. 1998. Jalons pour une histoire de l’environnement: la réserve naturelle du Frankenthal-Missheimle. Relations des sociétés et du milieu. Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges, Internal report.
Gilg O. 1997. Eléments d’évaluation de la naturalité des écosystèmes forestiers vosgiens. Eléments conceptuels et méthodologiques, application aux hêtraies-sapinières de la réserve naturelle du massif du Grand Ventron, DEA, University of Aix Marseille.
T.J. Givnish (1984) Leaf and canopy adaptations in tropical forests E. Medina H.A. Mooney C. Vasques-Yanes (Eds) Physiological Ecology of Plants of the Wet Tropics Junk The Hague 51–83
F. Hallé R.A.A. Oldeman (1970) Essai sur l’architecture et la dynamique de croissance des arbres tropicaux Masson Paris
F. Hallé R.A.A Oldeman PB. Tomlinson (1978) Tropical Trees and Forests: An Architectural Analysis Springer Verlag Berlin
T. Helle O. Järvinen (1986) ArticleTitlePopulation trends in North Finnish land birds in relation to their habitat selection and changes in forest structures Oikos 46 107–115
Heuzé P. 2002. Impact à moyen terme des grands herbivores sur la hêtraie-sapinière vosgienne. PhD Thesis, University of Metz.
E. W. Jones (1945) ArticleTitleThe structure and reproduction of the virgin forest of the north temperate zone New Phytologist 44 130–148 Occurrence Handle10.1111/j.1469-8137.1945.tb05026.x
H. Koop P. Hilgen (1987) ArticleTitleForest dynamics and regeneration mosaic shifts in unexploited beech (Fagus sylvatica) stands at Fontainebleau (France) Forest Ecol. Manag. 20 135–150 Occurrence Handle10.1016/0378-1127(87)90155-1
H. Koop (1989) Forest Dynamics. Silvistar: A Comprehensive Monitoring System Springer Verlag Berlin
S. Korpel (1995) Die Urwälder der Westkarpaten Gustav Fischer Stuttgart
H. Leibendgut (1959) ArticleTitleÜber Zweck und Methodik der Struktur und Zuwachsanalyse von Urwäldern Schweiz Zeitschrift für Forstwesen. 110 110–124
G. Lemée (1978) Structure et Fonctionnement des Ecosystèmes Terrestre Masson Paris
Mansuy D. 1992. Les granites et la couverture pédologique dans le bassin du Rouge Rupt. Leurs participations au contrôle de l’acidification des eaux (Cornimont – Vosges méridionales). PhD thesis, University of Nancy.
H Mayer M. Neumann (1981) ArticleTitleStruktureller und entwicklungsdynamischer Vergleich der Fichten-Tannen-Buchen Urwälder Rothwald Niederösterreich und Corkova Urwald Kroatien Forstwissenschaftliches Centralblatt 100 111–132
R. Motta P. Nola P. Piussi (2002) ArticleTitleLong-term investigations in strict forest reserve in the eastern Italian Alps: spatio-temporal origin and development in two multi-layered subalpine stands J. Ecol. 90 495–507 Occurrence Handle10.1046/j.1365-2745.2002.00685.x
Nicolini E. 1997. Approche morphologique du développement du hêtre (Fagus sylvatica.). PhD thesis, Université de Montpellier.
E. Oberdorfer (1991) Die hochmontanen Wälder und subalpinen Gebüsche. Der Feldberg im Schwarzwald. Subalpine Insel im Mittelgebirge Landesantstalt für Umweltschutz Baden-Würtemberg Karlsruhe
E. Oberdorfer (1992) Süddeutsche Pflanzen-Gesellschaften. Teil IV: Wälder und Gebüsche Gustav Fischer Verlag Stuttgart
Office National des Forêts 2000. Evaluation de l’impact des ongulés sur la végétation forestière du Frankenthal-Missheimle. Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges, Internal Report.
L. Ooisterhius R.A.A. Oldeman T.L. Sharik (1982) ArticleTitleArchitectural approach to analysis of North American temperate deciduous forests Can. J. Forest Res. 12 835–847
R.A.A. Oldeman (1974) ArticleTitleL’architecture de la forêt guyanaise Mémoires ORSTOM 73 73
R.A.A. Oldeman (1979) ArticleTitleQuelques aspects quantifiables de l’arborigenèse et de la sylvigénèse Ecologica Plantarum 143 289–312
R.A.A. Oldeman (1990) Forests: Elements of Silvology Springer Verlag Berlin
L. Orsini J.C. Remy (1976) ArticleTitleUtilisation du chlorure de cobaltihexamine pour la détermination simultanée de la capacité d’échange et des bases èchangeables des sols Science du Sol 4 268–275
G. P. Peterken (1996) Natural Woodlands: Ecology and Conservation in Northern Temperate Regions Cambridge University Press Cambridge
Peters R. 1992. Ecology of beech forests in the northern hemisphere. Ph.D thesis, University of Wageningen.
S. Pierrel (2001) Détermination du climat lumineux, à l’aide de photographies hémisphériques et de ses relations avec la répartition de la végétation dans une hêtraie sapinière de la réserve biologique intégrale en forêt domaniale de Guebwiller DEA. University of Strasbourg France
Renaud J.P., Kustner C. and Hauschild R. 2000. La Réserve Biologique Domaniale de Guebwiller (Haut-Rhin). Présentation générale et résultats d’un premier inventaire réaliséselon le protocole européen COST. Office National des Forêts, Internal Report.
A. Roloff (1999) ArticleTitleTree vigor and branching pattern Journal of Forest Science 45 206–216
A. Schnitzler (2002) Ecologie des forêts naturelles d’Europe Biodiversité, sylvigénèsevaleur patrimoniale des forêts primaires Lavoisier, Paris
Schwoehrer C. and Despert Y. 1999. Réserve naturelle du FM, plan de gestion. Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges, Internal Report.
Schwoehrer C. 1999. Réserve naturelle du massif du Grand Ventron, plan de gestion. Internal Report PNRBV.
Seynave I. 1999. Analyse de la structure de deux peuplements forestiers mé langés équiennes: lasapiniére-hêtraie et la chênaie-hêtraie dans le nord-est de la France. Ph.D thesis, ENGREF, Nancy.
B. Sittler T. Tennhardt E. Shicarts (2000) ArticleTitleDie Schützgebiete Russlands vor neuen Herausforderungen Natur und Landschaft 75 1–9
Souchier B. 1971. Evolution des sols sur roches cristallines à l’étage montagnard (Vosges). Mémoire Service Carte géologique. Alsace Lorraine, pp.33.
Untereiner A., Advocat A. Stoehr B. and Despert Y. 2002. Carte de la végétation de la Réserve naturelle du Frankenthal Missheimle. Parc Naturel Régional des Ballons des Vosges, Internal Report.
Ulrich E. and Williot B. 1994. Les dépôts atmosphériques en France de 1850 à 1990. ONF, Internal Report.
D. Vallauri L. Poncet (2003) La protection des forêts en France métropolitaine. Livre blanc sur la protection des forêts naturelles en France Lavoisier Paris
C. Varlet-Granchet G. Gosse M. Chartier H. Sinoquet R. Bonhomme J.M. Allirand (1989) ArticleTitleMise au point: rayonnement solaire absorbé ou intercepté par un couvert végétal Agronomie 9 419–439
Vester H. 1997. The Trees and the Forest. The role of tree architecture in canopy development; a case study in secondary forests (Araracuara, Columbia) PhD thesis, University of Wageningen.
P.S. White (1978) ArticleTitlePattern process and natural disturbance in vegetation Bot. Rev. 45 229–299
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Closset-Kopp, D., Schnitzler, A. & Aran, D. Dynamics in Natural Mixed-beech Forest of the Upper Vosges. Biodivers Conserv 15, 1063–1093 (2006). https://doi.org/10.1007/s10531-004-1874-6
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s10531-004-1874-6