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Modeling in-situ pine root decomposition using data from a 60-year chronosequence

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Abstract:

Because the root system of a mature pine tree typically accounts for 20–30% of the total tree biomass, decomposition of large lateral roots and taproots following forest harvest and re-establishment potentially impact nutrient supply and carbon sequestration in pine systems over several decades. If the relationship between stump diameter and decomposition of taproot and lateral root material, i.e., wood and bark, can be quantified, a better understanding of rates and patterns of sequestration and nutrient release can also be developed. This study estimated decomposition rates from in-situ root systems using a chronosequence approach. Nine stands of 55- to 70-year-old loblolly pine (Pinus taeda L.) that had been clear-cut 0, 5, 10, 20, 25, 35, 45, 55, and 60 years ago were identified on well-drained Piedmont soils. Taproot and lateral root systems were excavated, measured, and weighed. Although more than 50% of the total root mass decomposed during the first 10 years after harvest, field excavations recovered portions of large lateral roots (>5 cm diameter) and taproots that persisted for more than 35 and 60 years, respectively. Results indicate that decomposition of total root biomass, and its component parts, from mature, clear-cut loblolly pine stands, can be modeled with good precision as a function of groundline stump diameter and years since harvest.

Étant donné que le système racinaire d'un pin mature représente normalement 20–30 % de la biomasse totale de l'arbre, la décomposition de la racine pivotante et des grosses racines latérales, à la suite d'une récolte et de la régénération du peuplement, pourrait avoir un impact sur la disponibilité des nutriments et la séquestration du carbone dans les pinèdes pendant plusieurs décades. Si la relation entre le diamètre de la souche et la décomposition des constituants de la racine pivotante et des racines latérales, i.e. le bois et l'écorce, peut être quantifiée, il serait possible d'avoir une meilleure compréhension des taux et des patrons de séquestration et de mise en disponibilité des nutriments. Cette étude a estimé le taux de décomposition de systèmes racinaires in situ en utilisant une approche chronoséquentielle. Neuf peuplements de pin à encens (Pinus taeda L.) âgés de 55–70 ans coupés à blanc il y a 0, 5, 10, 20, 25, 35, 45, 55 et 60 ans ont été identifiés sur des sols bien drainés du Piedmont. La racine pivotante et les racines latérales ont été déterrées, mesurées et pesées. Bien que plus de 50 % de la masse totale de racines ait été décomposée au cours des 10 premières années suivant la récolte, les travaux d'excavation ont permis de récupérer des portions de grosse racine latérale (diamètre > 5 cm) et de racine pivotante qui persistaient après plus de 35 et 60 ans respectivement. Les résultats indiquent que la décomposition de la biomasse racinaire totale et de ses composantes, dans les peuplements matures de pin à encens coupés à blanc, peut être modélisée avec une bonne précision en fonction du diamètre de la souche au niveau du sol et du nombre d'années écoulées depuis la récolte.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2002

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