Are mixed-species stands more productive than single-species stands: an empirical test of three forest types in British Columbia and Alberta

Stand volumes were determined for naturally established, even-aged, single- and mixed-species stands in- volving three combinations of shade-tolerant and shade-intolerant conifers on similar sites: (i) western redcedar - western hemlock (Thuja plicata Donn ex D. Don - Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. ), (ii) lodgepole pine - western larch (Pinus contorta Dougl. ex Loud. - Larix occidentalis Nutt.), and (iii) lodgepole pine - black spruce (Pinus contorta - Picea mariana (Mill.) BSP). Stand volume was significantly increased with site index and breast-height age in all three studies. Stand volume was also related to relative stand density in the lodgepole pine - black spruce study. When both species were shade tolerant (hemlock-redcedar), stand volume increased linearly with the proportion of hemlock; the mixed-species stands had intermediate volume compared with single-species stands. The combination of two shade-intolerant species (pine-larch) had lower stand volume than that anticipated from single-species stands, im- plying that one species may inhibiting the growth of the other. Mixtures of shade-intolerant and shade-tolerant species with different growth patterns (spruce-pine) may be more productive than single-species stands in specific ecological contexts and developmental stages. The effect of one species on the productivity of another species is tree-species and site specific: at maturity, even-aged, mixed-species coniferous stands are not necessarily more productive than single- species stands. Resume : Les volumes ligneux ont ete determines pour des peuplements naturels equiennes, mono et plurispecifiques, poussant sur des sites similaires. Trois types de melanges de coniferes tolerants et intolerants a l'ombre ont ete consi- deres : (i) thuya geant - pruche de l'Ouest (Thuja plicata Donn ex D. Don - Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. ), (ii) pin tordu - meleze occidental (Pinus contorta Dougl. ex Loud. - Larix occidentalis Nutt.) et (iii) pin tordu - epinette noire (Pinus contorta - Picea mariana (Mill.) BSP). Les volumes augmentent significativement avec l'indice de qualite de station et avec l'âge a hauteur de poitrine dans les trois types de melanges. Les volumes sont aussi correles a la den- site relative dans le melange pin tordu - epinette noire. Lorsque le melange est constitue de deux essences tolerantes a l'ombre (thuya geant - pruche de l'Ouest), les volumes augmentent lineairement avec la proportion de pruche. Compa- rativement a celui des peuplements monospecifiques, le volume de ce melange est moyen. Lorsque les melanges sont constitues de deux essences intolerantes a l'ombre (pin-meleze), les volumes sont plus faibles que ceux qu'on pre- voyait a partir des peuplements monospecifiques. Ceci sous-entend que lorsque deux essences intolerantes poussent en- semble, elles s'inhibent mutuellement dans leur croissance. Les melanges d'essences intolerantes et tolerantes a l'ombre ayant des patrons de croissance differents (pin tordu - epinette noire) peuvent etre plus productifs que les peuplements monospecifiques dans certains contextes ecologiques particuliers et a certains stades de developpement. L'effet d'une essence sur la productivite d'une autre depend de l'essence et du sit e:am aturite, les peuplements plurispecifiques et equiennes ne sont pas necessairement plus productifs que les peuplements monospecifiques.