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Correlations between soil nutrient availability and fine-root biomass at two spatial scales in forested wetlands with contrasting hydrological regimes

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Abstract:

We investigated the relationship between soil nutrients and fine-root biomass at broad (among ecosystem types) and fine (within a 20 m × 20 m plot) spatial scales in forested wetlands of the southeastern United States. We selected three replicates each of high-fertility floodplain swamps, low-fertility depressional swamps, and intermediate-fertility river swamp sloughs and measured soil nutrient availability (NO3-N, NH4-N, and PO4-P) and fine-root biomass. At one replicate of each wetland type, a dense network of sampling points was used to measure variability (variance and coefficient of variation) of soil nutrients and fine-root biomass. At the broad scale, fine-root biomass was lower in floodplain swamps than in either river swamp sloughs or depressional swamps. Also, multiple linear regression and Spearman's rank correlations indicated a negative relationship between soil nutrient availability and fine-root biomass. Fine-scale correlates between soil nutrient availability and fine-root biomass were generally weak. Fine-scale variability of NO3-N and NH4-N was greatest in the floodplain swamps, but nutrients were not spatially patchy at any of the sampled sites. We conclude that soil nutrient availability may control fine-root biomass at the broad scale, but it is unclear if the same is true at fine spatial scales.

Les auteurs ont étudié la relation entre les nutriments du sol et la biomasse de racines fines à petite (entre les types d'écosystèmes) et grande (à l'intérieur de parcelles de 20 m × 20 m) échelles dans les terres humides boisées du sud-est des États-Unis. Pour chaque situation : marécages très fertiles situés dans la plaine inondable, marécages peu fertiles situés dans une dépression et marécages intermédiaires situés dans un faux chenal de rivière, ils ont sélectionné trois répétitions et mesuré la disponibilité des nutriments du sol (N-NO3, N-HH4 et P-PO4) et la biomasse de racines fines. Ils ont eu recours à un réseau dense de points d'échantillonnage pour mesurer la variation (variance et coefficient de variation) des nutriments du sol et de la biomasse des racines fines dans une répétition de chaque type de marécages. À petite échelle, la biomasse de racines fines était plus faible dans les marécages situés dans la plaine inondable que dans les marécages situés dans un faux chenal de rivière ou dans une dépression. Également, la régression linéaire multiple et les corrélations de rang de Spearman indiquaient qu'il y avait une relation négative entre la disponibilité des nutriments du sol et la biomasse de racines fines. À grande échelle, les corrélations entre la disponibilité des nutriments du sol et la biomasse de racines fines étaient généralement faibles. La variation à grande échelle de N-NO3 et N-HH4 était la plus importante dans les marécages situés dans la plaine inondable mais les nutriments n'étaient pas spatialement répartis de façon irrégulière dans aucun des sites échantillonnés. Les auteurs concluent que la disponibilité des nutriments du sol pourrait contrôler la biomasse de racines fines à petite échelle mais il n'est pas clair que cela soit également vrai à grande échelle.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2005

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