Is coarse woody debris a net sink or source of nitrogen in the red spruce – Fraser fir forest of the southern Appalachians, U.S.A.?

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Abstract:

The red spruce (Picea rubens Sarg.) – Fraser fir (Abies fraseri (Pursh) Poir.) forest of the southern Appalachians contains a significant amount of coarse woody debris (CWD) that may affect the nitrogen (N) export signal in streams originating from this N-saturated system. Interpretation of the N sink versus source status of CWD of red spruce and Fraser fir was dependent on the method used. Over a chronosequence of decay, (1) N concentrations suggested a N sink (i.e., a net gain of N of 923% in red spruce and 563% in Fraser fir relative to N in live trees); (2) N contents that reflected changes in density suggested a smaller N sink (i.e., a net gain of N of 218% in red spruce and 125% in Fraser fir relative to N in live trees), but the stoichiometry of N and C suggested a N source in early stages of decay and a N source in the most advanced stage of decay only; and (3) N contents that reflected changes in volume suggested a N source (i.e., a net N loss of –172% in red spruce and –122% in Fraser fir). The C/N ratios in CWD suggested that the shift from a N source to a N sink represented a shift from the mobilization of dissolved organic N to the immobilization of ammonium N and (or) nitrate N. The magnitude of the net change in N contents in both red spruce and Fraser fir was amongst the highest reported in literature, suggesting that CWD plays a particularly important role in N dynamics in N saturated forests.

La forêt d'épinette rouge (Picea rubens Sarg.) et de sapin de Fraser (Abies fraseri (Pursh) Poir.) des Appalaches méridionales contient une importante quantité de débris ligneux grossiers (DLG) qui pourraient influencer la quantité d'azote (N) exporté dans les cours d'eau en provenance de ce système saturé en N. Dépendamment de la méthode utilisée, les DLG de l'épinette rouge et du sapin de Fraser peuvent être considérés comme une source ou un puits de N. Au cours d'une chronoséquence de décomposition, (1) la concentration de N laisse croire à un puits (c.-à-d. un gain net en N de 923 % pour l'épinette rouge et de 563 % pour le sapin de Fraser relativement à la concentration de N dans les arbres vivants); (2) le contenu en N qui reflète les changements dans la densité laisse croire à un puits moins important (c.-à-d. un gain net en N de 218 % pour l'épinette rouge et de 125 % pour le sapin de Fraser relativement à la concentration de N dans les arbres vivants) mais la stœchiométrie de N et C laisse croire à une source de N seulement au stade initial et au stade le plus avancé de décomposition et (3) le contenu en N qui reflète un changement en volume laisse croire à une source de N (c.-à-d. une perte nette de 172 % pour l'épinette rouge et de 122 % pour le sapin de Fraser). Le rapport C/N dans les DLG indique que le changement d'une source à un puits de N traduit le passage d'une mobilisation de N organique dissout à une immobilisation sous forme d'ammonium ou de nitrate. L'ampleur de la variation nette du contenu en N tant chez l'épinette rouge que chez le sapin de Fraser est parmi les plus importantes rapportées dans la littérature indiquant que les DLG jouent un rôle particulièrement important dans la dynamique de N dans les forêts saturées en N.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2004

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