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Needle and branch biomass turnover rates of Norway spruce (Picea abies)

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Abstract:

Turnover rates of needle and branch biomass, number of needle cohorts, and needle-shed dynamics were modelled for Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) in southern Finland. Biomass turnover rates, vertical distribution, and biomass of the branches were modelled simultaneously. The rate of needle turnover was determined from needle-shed dynamics. The potential litterfall of branches was modelled by combining the vertical distribution of branch biomass and the annual change in height of the crown base. The mean annual turnover rates for needle and branch biomass are 0.10 and 0.0125, respectively. At the age of 5.5 years, 50% of the needles in the needle cohort have been shed. In addition, at the age of 12 years, all needles of the needle cohort have been shed. Turnover of branch biomass was dependent on stand density and tree size. The modelled rates of biomass turnover agreed with measurements of needle and branch litterfall. Many process- or inventory-based models use a single turnover rate for branch litterfall based on literature, and some of the models are fully ignoring the litterfall of branches. Species-specific turnover rates or dynamic litterfall models should be applied when carbon flows in forest stands are modelled.

Le taux de renouvellement des aiguilles et de la biomasse des branches, le nombre de cohortes d'aiguilles et la dynamique de la perte des aiguilles ont été modélisés chez l'épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) dans le sud de la Finlande. Le taux de renouvellement de la biomasse, la distribution verticale et la biomasse des branches ont été modélisés simultanément. Le taux de renouvellement des aiguilles a été déterminé à partir de la dynamique de la perte des aiguilles. La litière de branches potentielle a été modélisée en combinant la distribution verticale de la biomasse des branches et la variation annuelle de la hauteur de la base de la cime. Les taux annuels moyens de renouvellement sont respectivement de 0,10 et 0,0125 pour la biomasse des aiguilles et celle des branches. À l'âge de 5,5 ans, 50 % des aiguilles de la cohorte d'aiguilles étaient disparues. De plus, à l'âge de 12 ans, toutes les aiguilles de la cohorte d'aiguilles étaient disparues. Le renouvellement de la biomasse des branches dépendait de la densité du peuplement et de la dimension des arbres. Les taux de renouvellement de la biomasse obtenus par modélisation correspondaient aux mesures de litière d'aiguilles et de branches. Plusieurs modèles basés sur les processus ou sur des relevés utilisent un taux unique de renouvellement basé sur la littérature pour la litière de branches et quelques modèles ignorent complètement la litière de branches. Des taux de renouvellement propres à chaque espèce ou des modèles de la dynamique de la litière devraient être appliqués pour modéliser les flux de carbone dans les peuplements forestiers.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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nrc/cjfr/2004/00000034/00000012/art00015
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