The influence of partial harvesting and forest floor disturbance on nutrient availability and understory vegetation in boreal mixedwoods

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Abstract:

The impacts of partial cut systems on nutrient availability and understory vegetation are poorly understood. To examine these responses, white spruce dominated stands in the boreal mixedwood of Alberta were clear-cut or partial-cut and the forest floor treated by slash burning, mixing, mounding, or scalping in a split-plot design. Soil nutrient availability (ion exchange resin), net N mineralization (in situ incubations), and vegetation (density and cover) responses were assessed. With the exception of higher Mg availability in the clearcuts, differences in nutrient availability were driven by forest floor disturbance and not harvest method. Relative to controls, burning increased availability of NH4+, NO3, and P, and scalping increased Ca and Mg but diminished K. Controls had low levels of NO3. The mixing treatment substantially reduced net N mineralization. In terms of vegetation, partial cuts reduced root suckering by Populus spp. (Populus tremuloides Michx., Populus balsamifera L.) relative to clearcuts. Burning and mounding stimulated fireweed (Epilobium angustifolium L.) cover, while scalping increased Populus spp. sucker density. In contrast, mixing largely reduced vegetation establishment, likely because of the destruction of roots and rhizomes and reduced N supply. Nutrient availability and vegetation establishment were more strongly controlled by forest floor disturbance than by partial canopy retention.

Les impacts des systèmes de coupe partielle sur la disponibilité des nutriments et la végétation en sous-étage sont peu connus. Dans le but d'étudier ces réactions, des coupes à blanc et des coupes partielles ont été pratiquées dans des peuplements dominés par l'épinette blanche dans la forêt boréale mélangée de l'Alberta et quatre traitements de préparation de terrain ont été appliqués selon un plan expérimental en tiroir. Ces traitements comprenaient le brûlage des déchets de coupe, le mélange du sol, la mise en buttes et le scalpage du sol. La disponibilité des nutriments dans le sol (échange d'ions sur résine), la minéralisation nette de N (incubations in situ) et les réactions de la végétation (densité et couverture) ont été mesurées. À l'exception de la disponibilité accrue de Mg dans la coupe à blanc, les différences dans la disponibilité des nutriments étaient dues aux perturbations de la couverture morte et non à la méthode de récolte. Relativement au traitement témoin, le brûlage des déchets de coupe a augmenté la disponibilité de NH4+, NO3 et P et le scalpage a augmenté celle de Ca et Mg mais diminué celle de K. Les témoins avaient un niveau de NO3 faible. Le mélange du sol a substantiellement réduit la minéralisation nette de N. Concernant la végétation, la coupe partielle a réduit le drageonnement de Populus spp. (Populus tremuloides Michx. et Populus balsamifera L.) comparativement à la coupe à blanc. Le brûlage et la mise en buttes ont favorisé le couvert d'épilobe à feuilles étroites (Epilobium angustifolium L.) tandis que le scalpage a augmenté la densité des drageons de Populus spp. Par contre, le mélange du sol a fortement réduit l'établissement de la végétation, probablement à cause de la destruction des racines et des rhizomes et de la faible quantité de N. La disponibilité des nutriments et l'établissement de la végétation ont été plus fortement contrôlés par la perturbation de la couverture morte que par la rétention du couvert.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2003

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