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Fine root turnover in a northern hardwood forest: a direct comparison of the radiocarbon and minirhizotron methods

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We examined fine root turnover using both the minirhizotron and radiocarbon methods within the organic horizon of a northern hardwood forest to better understand discrepancies in turnover estimates obtained using these methods. The recently developed radiocarbon method estimates the mean age of organic matter by comparing its radiocarbon content to recorded atmospheric radiocarbon levels, which peaked in the 1960s as a result of thermonuclear weapons testing. The radiocarbon content of fine roots harvested from minirhizotron tubes did not differ from that of roots collected from the soil, suggesting these two methods sampled the same population of fine roots. However, long-term observation of fine root survivorship using minirhizotrons showed that root age distribution is positively skewed, causing systematic overestimation of fine root turnover by the minirhizotron method and underestimation by the radiocarbon method. We developed a parametric regression model of fine root survivorship. Our estimate of fine root turnover (about 30% per year) using this variation of the minirhizotron method was supported by radiocarbon data considered in conjunction with fine root age distribution.

Nous avons étudié le remplacement des racines fines à l'aide des méthodes du mini-rhizotron et du carbone radioactif dans l'horizon organique d'une forêt de feuillus nordiques pour mieux comprendre les divergences dans l'estimation du taux de remplacement obtenu avec ces méthodes. La méthode du carbone radioactif qui a été développée récemment fournit une estimation de l'âge moyen de la matière organique en comparant son contenu en carbone radioactif aux niveaux de carbone radioactif atmosphérique connus, lesquels ont culminé dans les années 1960 à cause des essais effectués avec des armes thermonucléaires. Le contenu en carbone radioactif des racines fines récoltées dans les mini-rhizotrons ne différait pas de celui des racines prélevées dans le sol indiquant que ces deux méthodes échantillonnaient la même population de racines fines. Cependant, l'observation à long terme de la survie des racines fines à l'aide des mini-rhizotrons montre que la distribution de l'âge des racines est positivement asymétrique entraînant une surestimation systématique du taux de remplacement avec la méthode du mini-rhizotron et une sous-estimation avec la méthode du carbone radioactif. Nous avons développé un modèle de régression paramétrique du taux de survie des racines fines. Notre estimation du taux de remplacement des racines fines (environ 30 % par année) obtenue grâce à cette modification de la méthode du mini-rhizotron est appuyée par les données de carbone radioactif considérées en relation avec la distribution de l'âge des racines fines.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-09-01

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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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