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Aboveground biomass and nutrient accumulation 20 years after clear-cutting a southern Appalachian watershed

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Abstract:

In 1975, we initiated a long-term interdisciplinary study of forest watershed ecosystem response to clear-cutting and cable logging in watershed 7 at the Coweeta Hydrologic Laboratory in the southern Appalachian Mountains of North Carolina. This paper describes 20 years of change in species composition, aboveground biomass, leaf area index (LAI), and nutrient pools in the 59-ha mixed hardwood forest of watershed 7 following commercial clear-cutting in winter 1977. We measured woody species in 24 permanently marked plots before cutting in 1974 and during subsequent years (1977–1997). By 1997 (20 years after cutting), aboveground biomass was 81.7, 96.9, and 85.4 Mg·ha–1 in the cove hardwood; mesic, mixed-oak; and dry, mixed-oak communities, respectively. Leaf biomass and LAI accumulated relatively faster than total aboveground biomass in all three communities. By 1984, only 7–8 years after cutting, leaf biomass and LAI were nearly equal to the amount estimated for the precut forest. In 1997, nitrogen accumulation was 36, 44, and 61% and phosphorus accumulation was 48, 66, and 59% in the cove-hardwoods; mesic, mixed-oak; and dry, mixed-oak communities of the corresponding precut communities, respectively. Potassium, calcium, and magnesium accumulations were less than either nitrogen or phosphorus accumulation.

En 1975, nous avons initié un projet multidisciplinaire à long terme pour étudier la réaction de l'écosystème forestier d'un bassin-versant à une coupe à blanc et au débardage par câble. L'étude a été réalisée dans le bassin-versant 7 au Laboratoire hydrologique de Coweeta dans la partie sud des Appalaches, en Caroline du Nord. Cet article décrit les changements survenus sur une période de 20 ans dans la composition des espèces, la biomasse épigée, l'indice de surface foliaire (LAI) et les pools de nutriments dans une forêt feuillue mixte de 59 ha du bassin-versant 7, suite à une coupe à blanc commerciale à l'hiver 1977. Nous avons mesuré les espèces ligneuses dans 24 parcelles identifiées de façon permanente avant la coupe, en 1974, et au cours des années subséquentes (1977 à 1997). En 1997 (20 ans après la coupe), la biomasse épigée atteignait respectivement 81,7, 96,9 et 85,4 Mg·ha–1 dans les communautés riveraines et dans les communautés mésiques et xériques de chênes mélangés. La biomasse foliaire et la valeur de LAI ont augmenté un peu plus vite que la biomasse épigée totale dans les trois communautés. En 1984, seulement 7–8 ans après la coupe, la biomasse foliaire et la valeur de LAI étaient presque identiques aux valeurs obtenues avant la coupe. En 1997, l'accumulation d'azote atteignait respectivement 36, 44 et 61% et l'accumulation de phosphore, 48, 66 et 59% dans les communautés riveraines de feuillus et dans les communautés mésiques et xériques de chênes mélangés comparativement aux valeurs avant coupe dans les communautés correspondantes. Les accumulations de potassium, de calcium et de magnésium étaient inférieures à l'accumulation d'azote ou de phosphore.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2002

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