Soil respiration response to prescribed burning and thinning in mixed-conifer and hardwood forests

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The effects of management on soil carbon efflux in different ecosystems are still largely unknown yet crucial to both our understanding and management of global carbon flux. To compare the effects of common forest management practices on soil carbon cycling, we measured soil respiration rate (SRR) in a mixed-conifer and hardwood forest that had undergone various treatments from June to August 2003. The mixed-conifer forest, located in the Sierra Nevada Mountains of California, had been treated with thinning and burning manipulations in 2001, and the hardwood forest, located in the southeastern Missouri Ozarks, had been treated with harvesting manipulations in 1996 and 1997. Litter depth, soil temperature, and soil moisture were also measured. We found that selective thinning produced a similar effect on both forests by elevating SRR, soil moisture, and soil temperature, although the magnitude of response was greater in the mixed-conifer forest. Selective harvest increased SRR by 43% (from 3.38 to 4.82 µmol·m–2·s–1) in the mixed-conifer forest and by 14% (from 4.25 to 4.84 µmol·m–2·s–1) in the hardwood forest. Burning at the conifer site and even-aged harvesting at the mixed-hardwood site did not produce significantly different SRR from controls. Mean SRR were 3.24, 3.42, and 4.52 µmol·m–2·s–1, respectively. At both sites, manipulations did significantly alter SRR by changing litter depth, soil structure, and forest microclimate. SRR response varied by vegetation patch type, the scale at which treatments altered these biotic factors. Our findings provide forest managers first-hand information on the response of soil carbon efflux to various management strategies in different forests.

Bien que cruciaux pour comprendre et gérer le flux global de carbone, les effets de l'aménagement sur les émissions de carbone du sol dans différents écosystèmes sont encore largement inconnus. Afin de comparer les effets des pratiques courantes d'aménagement forestier sur le recyclage du carbone du sol, les auteurs ont mesuré le taux de respiration du sol (TRS) dans une forêt mélangée de conifères et une forêt feuillue qui avaient subi différents traitements de juin à août 2003. La forêt mélangée de conifères, située dans la Sierra Nevada en Californie, avait subi des traitements d'éclaircie et de brûlage en 2001. La forêt feuillue, située dans les monts Ozarks au sud-est du Missouri, avait subi différents traitements de récolte en 1996 et 1997. L'épaisseur de la litière, la température du sol et la teneur en eau du sol ont aussi été mesurées. Ils ont observé que l'éclaircie jardinatoire a produit un effet semblable dans les deux forêts en élevant le TRS, la teneur en eau du sol et la température du sol quoique l'ampleur de la réaction ait été plus forte dans la forêt mélangée de conifères. La coupe de jardinage a augmenté le TRS de 43 % (de 3,38 à 4,82 µmol·m–2·s–1) dans la forêt mélangée de conifères et de 14 % (de 4,25 à 4,84 µmol·m–2·s–1) dans la forêt feuillue. Le brûlage dans le cas des conifères et la récolte selon un système équienne dans le cas de la forêt feuillue mélangée n'a pas modifié le TRS comparativement au traitement témoin. Le TRS moyen atteignait respectivement 3,24, 3,42 et 4,52 µmol·m–2·s–1. Dans les deux stations, les interventions ont significativement affecté le TRS en modifiant l'épaisseur de la litière, la structure du sol et le microclimat de la forêt. La réaction du TRS variait selon le type de peuplement, l'échelle à laquelle les traitements ont modifié ces facteurs biotiques. Leurs résultats constituent une information de première main pour les aménagistes forestiers concernant la façon dont l'émission de carbone du sol réagit à différentes stratégies d'aménagement dans différentes forêts.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2005

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