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Variations in above- and below-ground vascular plant biomass and water table on a temperate ombrotrophic peatland

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In wetland ecosystems, little is known about the relationships between above- and below-ground plant biomass and water table, a primary driver of their distribution in these systems. These relationships can provide a means for estimating belowground stocks over large areas with variable biomass and predicting vascular plant responses to changing water tables resulting from climate change. We measured above- and below-ground vascular plant biomass across species and microtopography (i.e., hummocks and lawns) in a bog in eastern Ontario. We examined the relationships between above- and below-ground vascular plant biomass their variation with water table and species richness. We took 56 cores during a growing season, separating above- and below-ground biomass by species and plant part (small and coarse root, leaf, stem). Hummocks had greater above- and below-ground biomass, and significantly greater aboveground:belowground ratios than lawns. Lawns had a more even distribution of biomass across species than hummocks aboveground, indicating that only a few species (e.g., Vaccinium myrtilloides Michx. and Chamaedaphne calyculata Moench) are able to thrive in the driest bog conditions. Additionally, fewer species contributed to root biomass at depth, suggesting possible resource partitioning among species. Lower water tables lead to greater belowground biomass. Total above- to below-ground plant biomass relationships were strongest when separated by plant species.

Dans les écosystèmes humides, on connaît peu de choses sur les relations qui existent entre la biomasse végétale épigée et hypogée ainsi que la nappe phréatique, un élément déterminant de leur distribution dans ces systèmes. Ces relations peuvent conduire à des moyens pour estimer la masse souterraine sur de grandes surfaces ayant des biomasses variables et prédire les réactions des plantes vasculaires aux modifications des nappes phréatiques provenant du changement climatique. Les auteurs ont mesuré la biomasse des plantes vasculaires pour l'ensemble des espèces selon la microtopographie (hummock et surfaces herbacées) dans une tourbière de l'est de l'Ontario. Ils ont examiné les relations entre la biomasse épigée et hypogée des plantes vasculaires avec la nappe phréatique et la richesse en espèces. Ils ont prélevé 56 carottes au cours de la saison de croissance, en séparant les biomasses épigées et hypogées selon les espèces et les parties de la plante (petites et grosses racines, feuilles, tiges). Les hummocks montrent une biomasse hypogée et épigée plus importante, avec des rapports épigée:hypogée plus grands. Les surfaces herbacées affichent une distribution plus homogène de la biomasse selon les espèces que les parties épigées des hummocks, ce qui indique que seulement quelques espèces (e.g. Vaccinium myrtilloides Michx. et Chamedaphne calyculata Moench) peuvent se développer sous les conditions de tourbière plus sèches. De plus, moins d'espèces contribuent à la biomasse racinaire en profondeur, ce qui suggère une répartition des ressources entre les espèces. Des nappes phréatiques plus basses s'accompagnent d'une biomasse hypogée plus abondante. Les relations des biomasses végétales épigées et épigées totales sont plus importantes lorsqu'on les sépare par espèce.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2009

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  • Published since 1929, this monthly journal features comprehensive research articles and notes in all segments of plant sciences, including cell and molecular biology, ecology, mycology and plant-microbe interactions, phycology, physiology and biochemistry, structure and development, genetics, systematics, and phytogeography. It also publishes commentary and review articles on topics of current interest, contributed by internationally recognized scientists.

    Previously published as the Canadian Journal of Botany
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