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Decomposer invasion rate, decomposer growth rate, and substrate chemical quality: how they influence soil organic matter turnover

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The physical structure of litter can be introduced into decomposition models in several ways. We have used the continuous-quality theory to analyse three models: (i) initial quality of litter or growth rate of decomposers depends on the physical structure of litter, (ii) decomposer colonization rate of litter depends on litter shape and size, and (iii) a constant decomposition rate, i.e., no effect of litter shape and size. Our analysis shows that it is important to separate the physical factors affecting access to carbon (C), i.e., decomposer colonization rate, from the chemical characteristics of litter in decomposition models. Soil C stores predicted with models based on the colonization rate of decomposers are much less sensitive to the shape and size of coarse woody litter than predictions based on the two other approaches. The effect of temperature on steady-state soil C storage is greater for litter that is colonized rapidly than for litter that is colonized slowly. The decomposition of litter types like needles, fine roots, and field-layer vegetation is therefore more sensitive to temperature changes than the decomposition of stems and coarse roots, and this difference is more pronounced at high temperatures than at low temperatures.

On peut incorporer la structure physique de la litière dans les modèles de décomposition de plusieurs façons. Nous avons utilisé la théorie de la qualité continue pour analyser trois modèles : (i) la qualité initiale de la litière ou le taux de croissance des décomposeurs dépendent de la structure physique de la litière, (ii) le taux de colonisation par les décomposeurs dépend de la forme et de la dimension de la litière et (iii) un taux constant de décomposition, i.e., aucun effet de la forme et de la dimension de la litière. Notre analyse montre qu'il est important de séparer les facteurs physiques qui affectent l'accès au carbone (C) dans les modèles de décomposition, i.e., le taux de colonisation par les décomposeurs, des caractéristiques chimiques de la litière. Avec les modèles basés sur le taux de colonisation comme caractéristique de la litière, les prédictions concernant les réserves de C dans le sol sont beaucoup moins sensibles à la forme et à la dimension de la litière de débris ligneux grossiers que les prédictions basées sur les deux autres approches. L'effet de la température sur l'état d'équilibre de la réserve de C dans le sol est plus important pour la litière qui est colonisée rapidement que pour la litière qui est colonisée lentement. La décomposition de certains types de litière, comme celles qui sont composées d'aiguilles, de racines fines ou de la couche supérieure de végétation, est par conséquent plus sensible aux changements de température que la décomposition des tiges et des grosses racines et cette différence est plus prononcée aux températures élevées qu'aux températures basses.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2001

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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