Light Response of Seedlings of a Central African Timber Tree Species, Lophira alata (Ochnaceae), and the Definition of Light Requirements

Light is of primary importance in structuring tropical tree communities. Light exposure at seedling and adult stages has been used to characterize the ecological profile of tropical trees, with many implications in forest management and restoration ecology. Most shade-tolerance classification systems have been proposed based on empirical observations in a specific area and thus result in contradictions among categories assigned to a given species. In this study, we aimed to quantify the light requirements for seedling growth of a Central African timber tree, Lophira alata (Ochnaceae), taking into account effects of population origin. In two controlled experiments: a light response experiment and a comparative population experiment, conducted in southwestern Cameroon, using seeds collected from four populations (three from Cameroon and one from Gabon), we examined the quantitative responses to irradiance of seedlings. After 2 years, mortality was very low (<3%), even in extremely low irradiance. Growth and biomass allocation patterns varied in response to light, with intermediate irradiance (24–43%) providing optimal conditions. Light response differed between populations. The Boumba population in the northeastern edge of the species' distribution exhibited the highest light requirements, suggesting a local adaptation. As a result of positive growth at low irradiance and maximum growth at intermediate irradiance, we concluded that L. alata exhibits characteristics of both non-pioneer and pioneer species. Implications of our results to propose an objective way to assign the light requirement for tropical tree species are discussed. Resume La lumiere revet une importance capitale dans la structuration des communautes d'arbres. L'exposition a la lumiere des stades juveniles et adultes est souvent utilisee pour caracteriser le profile ecologique des especes d'arbres avec de nombreuses implications en gestion forestiere et en ecologie de restauration. La plupart des systemes de classification de la tolerance a l'ombrage des especes d'arbres tropicaux ont ete definis sur la base des observations empiriques effectuees dans une zone specifique et montrent en consequence des contradictions entre les categories assignees a une espece donnee. Dans cette etude, nous avons cherche a quantifier les besoins en lumiere pour la croissance des semis d'une espece de bois d'œuvre africain de grande valeur commerciale, Lophira alata (Ochnaceae), en tenant compte de l'origine de ses populations. Dans deux experimentations realisees en conditions controlees: analyse de la reponse a la lumiere et etude comparative de differentes populations, au sud-ouest du Cameroun, et utilisant les graines collectees au sein de quatre populations (trois du Cameroun et une du Gabon), nous avons analyse la reponse quantitative des semis a l'eclairement. Apres deux annees de suivi, la mortalite des semis etait tres faible (< 3%), meme dans les tres faibles eclairements. La croissance et les patrons d'allocation de la biomasse variaient avec l'eclairement, les optima etant dans les eclairements intermediaires (24–43%). La reponse des semis a l'eclairement variait egalement avec l'origine de la population. La population Boumba, a la limite nord-est de l'aire naturel de distribution de l'espece, a montre les besoins en lumiere les plus eleves, suggerant une adaptation locale. En se basant sur le taux de croissance positif dans les faibles eclairements et la croissance maximale dans les eclairements intermediaires, nous pouvons conclure que L. alata montre a la fois les caracteristiques d'une espece non pionniere et celles d'une espece pionniere. Les implications de nos resultats dans l'objectivation de la classification des besoins en lumiere des arbres tropicaux sont discutees.