Losses in understory diversity over three decades in an old-growth cool-temperate forest in Michigan, USA

Diversity in temperate forests is concentrated in the understory, but understory dynamics are poorly understood for old-growth forests. We use repeated measurements of more than eight hundred 1 m 2 plots over three decades to assess patterns of understory diversity in old-growth mesic and wet forests in northern Michigan, USA. We ask whether diversity changes systematically over time and whether dynamics are related to spatial scale. We find, for all habitats, significant understory diversity loss at square-metre scales but not at coarser scales. Total herbaceous cover, however, remained con- stant or increased in total and for nearly all frequent species, and no species were lost overall. We explore hypotheses about diversity regulation by exploring correlations with habitat, canopy composition, and properties of understory species. Nonin- digenous plants are rare at the study site, earthworm invasion is not apparent, and deer browse is not intense. Diversity changes may be related to ecological guild membership. We suggest that the general loss of fine-scale diversity is driven by either changing canopy composition or competitive dynamics within the understory community. Management for diversity maintenance in temperate forests must address understory communities; if herbaceous diversity is scale dependent and unsta- ble over decadal time frames, management approaches need to account for factors driving changes. Resume : Dans les forets temperees la diversite est concentree en sous-etage; mais la dynamique en sous-etage des les forets anciennes est mal comprise. Nous avons utilise les mesures de plus de 800 placettes echantillons de 1 m 2 repetees pendant trois decennies pour evaluer les patrons de diversite en sous-etage de forets anciennes mesiques et humides dans le nord du Michigan, aux Etats-Unis. Nous nous sommes demandes si la diversite change de facon systematique avec le temps et si la dynamique est reliee a l'echelle spatiale. Il y a une perte importante de diversite en sous-etage de tous les habitats a l'e- chelle d'un metre carre, mais pas a des echelles plus grossieres. Cependant, le couvert total des plantes herbacees est de- meure constant ou a augmente au total et pour presque toutes les especes frequentes; en general aucune espece n'est disparue. Nous examinons les hypotheses concernant la regulation de la diversite en etudiant les correlations avec l'habitat, la composition de la canopee et les proprietes des especes en sous-etage. Les plantes exotiques sont rares dans la zone d'e- tude; l'invasion des vers de terre n'est pas apparente et le broutage des chevreuils n'est pas intense. Les changements dans la diversite sont peut-etre relies a l'appartenance a la guilde ecologique. Nous croyons que la perte generale de diversite a petite echelle est causee soit par le changement de composition de la canopee, soit par la dynamique de competition au sein de la communaute de sous-etage. L'amenagement qui vise le maintien de la diversite dans les forets temperees doit se preoccuper des communautes de sous-etage; si la diversite des plantes herbacees est dependante de l'echelle et instable sur des horizons de 10 ans, les methodes d'amenagement doivent tenir compte des facteurs responsables des changements. (Traduit par la Redaction)