Biomass, growth and life history traits in mountain birch (Betula pubescens subsp. tortuosa (Ledeb.) Nyman) of contrasting growth form

Abstract

Birki (Betula pubescens subsp. tortuosa) gegnir bæði mikilvægu hlutverki í íslenskum vistkerfum þar sem það er eina innlenda tegundin sem myndar skóga og í nyrstu hlutum Skandinavíu þar sem það myndar trjálínuna. Á undanförnum árum hafa möguleikar birkis við endurheimt vistkerfa hlotið aukna athygli sem og notkun þess í mótvægisaðgerðir gegn áhrifum loftslagsbreytinga. Þessi aukna áhersla á birki kallar á bættan skilning á vistfræði þess og vexti. Í þessari rannsókn voru bornir saman tveir stofnar birkis á Suðurlandi sem vaxa í áþekku loftslagi en hafa mjög ólík vaxtarform: upprétt einstofna tré við Núpsstað og margstofna runnar á Leiðvelli. Gerð voru lífmassalíkön fyrir stofnana tvo og áhrif breytileika í vaxtarformi á nákvæmni líkananna könnuð. Þau voru síðan borin saman við líkön sem hafa verið notuð í íslenskri skógarúttekt. Besta líkanið má nota fyrir báða stofnana en það byggði á þvermálsmælingu í 10 cm hæð upp stofninn. Jafnframt voru tengsl lofthita á vaxtartímabili birkis við árhringjabreiddir rannsökuð en jákvætt samband var milli lofthita júní, júlí og ágúst og vaxtar en neikvætt samband við lofthita mars og apríl. Þá voru valdir lífsöguþættir hjá stofnunum bornir saman (aldur og stærð við kynþroska, fjöldi kvenrekla sem vísitala á framlag til æxlunar og frægæði). Ekkert samband var á milli aldurs og æxlunarátaks eða spírunar en æxlunarátak jókst með aukinni stærð trjáa. Þá fundust fórnarskipti milli vaxtar og æxlunarátaks hjá öðrum stofninum. Út frá þessum niðurstöðum og fyrri rannsóknum var sett fram hugmyndafræðilegt líkan fyrir þá þætti sem geta haft áhrif á æxlunarárangur birkis.

Mountain birch (Betula pubescens subsp. tortuosa) is both of importance in Icelandic ecosystems as the only native forest forming tree, and in the northern parts of Fennoscandia where it forms the treeline. In recent years, increased emphasis has been put on its use in restoration activities and as a means of mitigating climate change. This increased focus on mountain birch calls for a better understanding of its ecology and growth. In this project, two mountain birch populations in South Iceland were compared, growing in similar climates but with contrasting growth forms: upright, monocormic trees at Núpsstaður and decumbent polycormic shrubs at Leiðvöllur.Biomass models were developed for the populations and the impact of variable selection and growth form on their accuracy was assesed. The most accurate model can be used for both populations. The relationship between the mean air temperature of the growing season and tree ring widths was examined. A positive relationship was found between temperatures in June-August and growth, but the opposite with temperatures in March and April. Selected life history traits were compared between the populations: age and size at reproductive maturity, reproductive allocation (female catkin number), and seed germination. No relationship was found between age and reproductive effort, but reproductive effort increased with tree size. Further, a trade-off between shoot growth and reproductive allocation was found for one of the populations. From these findings and previous publications, a qualitative model was compiled on the processes contributing to the reproductive success of mountain birch.