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Soil carbon sequestration with forest expansion in an arctic forest–tundra landscape

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Abstract:

Soil carbon (C) and nitrogen (N) pools were measured under the canopy of 29 white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) trees and in the surrounding tundra 3 and 6 m away from each tree at three sites of recent forest expansion along the Agashashok River in northwestern Alaska. The aim was to characterize the potential for forest expansion to lead to increased soil C pools across diverse tundra types. Soil C beneath the trees correlated positively with tree age, suggesting that tree establishment has led to C storage in the soils under their canopy at a rate of 18.5 ± 4.6 g C·m–2·year–1. Soil C in the surrounding tundra did not differ from those under the trees and showed no relationship to tree age. This characterization of the soil C pools at the 3-m scale strengthens the assertion that the pattern associated with the trees is an effect of the trees, because tree age cannot explain variation among tundra sampling locations at this scale. Potential mechanisms by which these white spruce trees could increase soil C pools include greater production and lower litter quality.

Les réservoirs de carbone (C) et d'azote (N) ont été mesurés sous la couronne de 29 épinettes blanches (Picea glauca (Moench) Voss) ainsi que dans la toundra environnante, à trois et six mètres de chacun des arbres, dans trois endroits récemment envahis par la forêt le long de la rivière Agashashok dans le nord-ouest de l'Alaska. Le but de cette étude consistait à caractériser l'accroissement potentiel des réservoirs de C dans divers types de toundra envahie par la forêt. Le C présent dans le sol sous les arbres était positivement corrélé avec l'âge des arbres, indiquant que l'établissement des arbres a favorisé l'accumulation de C dans le sol sous leur couvert à un taux de 18,5 ± 4,6 g C·m–2·an–1. Le C présent dans le sol de la toundra environnante ne différait pas du C présent sous les arbres et n'était pas relié à l'âge des arbres. Cette caractérisation des réservoirs de C dans le sol à l'échelle de 3 m renforce la conviction que la distribution qui est associée aux arbres est un effet des arbres parce que l'âge des arbres ne peut à cette échelle expliquer la variation entre les sites d'échantillonnage dans la toundra. Les mécanismes par lesquels les épinettes blanches pourraient augmenter les réservoirs de C dans le sol incluent une plus grande production et une plus faible qualité de litière.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-07-01

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