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Changes in ectomycorrhizal communities and nutrient availability following prescribed burns in two upland pine–oak forests in the New Jersey pine barrens

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Abstract:

Forests in the New Jersey pine barrens are frequently prescribed burned to reduce fuel loads and risk of wildfire. To acquire baseline data for effects of prescribed burns on ectomycorrhizal diversity and nutrient uptake, field studies were undertaken in two upland pine–oak forests in the New Jersey pine barrens subjected to different burn regimes. Ectomycorrhizal diversity was assessed by extraction of roots from soil cores and separation according to morphological characters. Nutrient availability to plant roots was measured using root bioassays. Relative to unburned plots, plots exposed to a fire at Greenwood, where burning was more frequent, had decreased total abundance of ectomycorrhizal tips, richness of ectomycorrhizal types, and Simpson's diversity in the L and F horizons, but increased Simpson's diversity in the deeper A horizon. At Lebanon, under a less frequent burn regime, richness was lower in whole cores and in the A horizon of burned versus unburned plots. Nitrogen, phosphorus, and potassium uptake by root bioassays indicated higher field availability of nutrients to roots in burned plots than roots in unburned plots, indicating a fertilization effect of the fire. Prescribed burning primarily impacted ectomycorrhizal community structure in the L and F horizons at these sites. Changes in function of ectomycorrhizae (nutrient uptake) in response to the burns was associated with decreased ectomycorrhizal diversity.

Le brûlage dirigé est fréquemment utilisé dans les pinèdes arides du New Jersey pour réduire la masse de combustible et les risques d'incendie naturel. Afin d'acquérir des données de base sur les effets du brûlage dirigé sur la diversité ectomycorhizienne et l'assimilation des nutriments, des études de terrain ont été entreprises dans deux forêts de pins et de chênes situées sur des hauteurs dans des pinèdes arides du New Jersey soumises à différents régimes de brûlage. La diversité ectomycorhizienne a été évaluée par l'extraction des racines dans des carottes de sol et la séparation de ces racines selon les caractères morphologiques des mycorhizes. La disponibilité des éléments nutritifs aux racines a été mesurée à l'aide de bio-essais racinaires. Par rapport aux parcelles non brûlées, les parcelles exposées au feu à Greenwood, où les brûlages étaient fréquents, l'abondance totale des apex racinaires ectomycorhizés, la richesse ectomycorhizienne et l'indice de diversité de Simpson avaient diminué dans les horizons L et F du sol. Par contre, plus profondément dans l'horizon A, l'indice de diversité de Simpson avait augmenté. À Lebanon, sous un régime de brûlages moins fréquents, la richesse ectomycorhizienne était plus faible dans les carottes de sol considérées globalement et aussi dans l'horizon A des parcelles brûlées par rapport aux parcelles non brûlées. L'assimilation de l'azote, du phosphore et du potassium lors des bio-essais racinaires a montré qu'il y avait une plus grande disponibilité des nutriments sur le terrain pour les racines dans les parcelles brûlées que dans les parcelles non brûlées, indiquant que le feu augmentait la fertilité du sol. Le brûlage dirigé a surtout affecté la structure des communautés ectomycorhiziennes dans les horizons L et F sur ces sites. Les changements dans la fonction des ectomycorhizes (assimilation des nutriments) en réponse aux brûlages étaient associés à la diminution de la diversité ectomycorhizienne.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2004

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