Effect of gap size on litter decomposition and soil nitrate concentrations in a high-elevation spruce–fir forest

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Abstract:

Possible mitigation of nitrate losses associated with clearcuts through harvesting smaller gaps was tested in a high-elevation forest of Engelmann spruce (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) and subalpine fir (Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.). We measured concentrations of ammonium and nitrate after 6-week buried bag incubations of forest floor and mineral soil samples in replicated plots of uncut forest and gaps of 10, 1.0, and 0.1 ha and single-tree removal for 7 years after harvest. Nitrate concentrations in forest floor and mineral soil were elevated 3–7 years after harvesting in gaps of 0.1 ha and larger. Removal of the same proportion of trees as single trees did not result in increased nitrate concentrations, suggesting that nitrate losses could be reduced by harvesting single trees rather than creating gaps. Greater N availability was not associated with faster rates of decomposition of litter and forest floor, which were similar in gaps of all sizes (0–10 ha). Reciprocal transplant of forest floor and soil from the 10-ha gaps and the uncut forests indicated that changes in the nature of the forest floor or soil following harvest had a greater influence on nitrate concentrations than the changes in environmental conditions in the gaps.

La possibilité de réduire les pertes de nitrate associées à la coupe à blanc en réduisant la taille des trouées a été testée dans une forêt située à haute altitude et composée d'épinette d'Engelmann (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) et de sapin subalpin (Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.). Nous avons mesuré les concentrations d'ammonium et de nitrate dans des échantillons de couverture morte et de sol minéral après six semaines d'incubation dans des sacs enfouis dans des parcelles répétées établies dans une forêt non coupée, dans des trouées de 10, 1,0 et 0,1 ha et dans une coupe de jardinage par arbre pendant les 7 années qui ont suivi la coupe. La concentration de nitrate dans la couverture morte et le sol minéral était élevée de la troisième à la septième année après la coupe dans les trouées de 0,1 ha et plus. Le prélèvement d'arbres individuels dans la même proportion n'a pas entraîné d'augmentation de la con centration de nitrate indiquant qu'il est possible de réduire les pertes de nitrate par la récolte d'arbres individuels plutôt qu'en procédant par trouées. Une plus forte disponibilité de N n'était pas associée à une taux plus élevé de décomposition de la litière et de la couverture morte car le taux était semblable quelle que soit la dimension de la trouée (0–10 ha). Une transplantation réciproque de couverture morte et de sol entre les trouées de 10 ha et la forêt non coupée a montré que les changements dans la nature de la couverture morte ou du sol après la coupe avaient plus d'in fluence sur la concentration de nitrate que les changements dans les conditions environnementales dans les trouées.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2003

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