A comparison of techniques for measuring density and concentrations of carbon and nitrogen in coarse woody debris at different stages of decay

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Abstract:

This research considered the relationship between the stage of decay and the concentration of nitrogen (N, %) and the ratio of carbon to N (C/N) in coarse woody debris. Density (g/cm3) was used as an indicator of the stage of decay. In samples collected from the red spruce – Fraser fir (Picea rubens Sarg. – Abies fraseri (Pursh) Poir.) forest of the southern Appalachians, density explained up to 60% of the variation in N and C/N in coarse woody debris. The technique used to estimate density was important. Laboratory-based methods (including displacement and mensuration density) explained the greatest degree of the variation, with coefficients of determination (r2) ranging from 0.39 to 0.59 (p < 0.001) for N and from 0.39 to 0.58 for C/N (p < 0.001). Field-based methods (including penetrometer and resisto graph readings) explained a smaller but still significant degree of the variation, with r2 ranging from 0.17 to 0.25 (p < 0.01) for N and from 0.14 to 0.26 for C/N (p < 0.05). Consideration of within-bole heterogeneity in density improved the explanation of variation in N and C/N for a single bole. Density provides a continuous indicator of stage of decay that is not bound by the artificiality of discrete decay classification systems. Furthermore, statistical models relating density to N and C/N provide a means of hind casting and (or) forecasting changes in N and C/N in coarse woody debris at different stages of decay.

Cette étude porte sur la relation entre le stade de décomposition et la concentration d'azote (N) (%) ainsi que le rapport C/N dans les débris ligneux grossiers. Le poids spécifique (g/cm3) a été utilisé comme indicateur pour le stade de décomposition. Le poids spécifique explique jusqu'à 60 % de la variation pour N et C/N dans les échantillons de débris ligneux grossiers prélevés dans la forêt d'épinette rouge et de sapin de Fraser (Picea rubens Sarg. – Abies fraseri (Pursh) Poir.) des Appalaches méridionales. La méthode utilisée pour mesurer le poids spécifique est importante. Les méthodes de laboratoire, incluant celles qui sont basées sur les dimensions ou le déplacement, expliquent une plus grande proportion de la variation avec des coefficients de détermination (r2) allant de 0,39 à 0,59 (p < 0,001) pour N et de 0,39 à 0,58 pour C/N (p < 0,001). Les méthodes utilisées sur le terrain, incluant celles qui sont basées sur les valeurs obtenues avec le pénétromètre ou le résistographe, expliquent une plus faible proportion, quoique toujours significative, de la variation avec des r2 allant de 0,17 à 0,25 (p < 0,01) pour N et de 0,14 à 0,26 pour C/N (p < 0,05). Le fait de tenir compte de l'hétérogénéité du poids spécifique dans les billes améliore l'explication de la variation dans la concentration de N et le rapport C/N pour chaque bille. Le poids spécifique constitue un indicateur continu du stade de décomposition qui n'est pas limité par le caractère artificiel des systèmes discontinus de classification de la décomposition. De plus, des modèles statistiques reliant le poids spécifique à la concentration de N et au rapport C/N procurent un moyen de prédire ou de reconstituer les variations dans la concentration de N et le rapport C/N dans les débris ligneux grossiers à différents stades de décomposition.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2004

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