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Tree bole mineralization rates of four species of the Canadian eastern boreal forest: implications for nutrient dynamics following stand-replacing disturbances

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Abstract:

To assess nutrient dynamics in decomposing logs of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.), white birch (Betula papyrifera Marsh.), white spruce (Picea glauca (Moench) Voss), and jack pine (Pinus banksiana Lamb.), we monitored mass losses and changes in N and P contents in dead boles from a chronosequence of sites following stand-replacing disturbances. To assess the importance of wood decomposition to nutrient cycling, we compared net estimates of nutrient release from logs with net nutrient immobilization in live-tree biomass of stands as a function of time since disturbance. Mineralization rates were 0.060, 0.053, 0.038, and 0.020·year–1 for trembling aspen, white birch, white spruce, and jack pine logs, respectively. Trembling aspen boles released large quantities of N and P during the first year of decomposition (51 kg·ha–1 of N and 7 kg·ha–1 of P, assuming a bole volume of 150 m3·ha–1). White birch boles acted initially as a nutrient sink and delayed the release of immobilized nutrients until a period when the stand's net nutrient immobilization rates were highest. Jack pine boles appeared to be intermediate in terms of their contribution as a sink or a source of nutrients but, in mature stands, provided up to 40% of N and 26% of P immobilized annually in tree biomass. As pure stands of white spruce are rare in boreal Quebec, information on nutrient accumulation in white spruce stands was not available.

Afin de décrire la dynamique des nutriments dans les débris ligneux du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides, Michx.), du bouleau à papier (Betula papyrifera Marsh.), de l'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) et du pin gris (Pinus banksiana Lamb.), nous avons échantillonné des billes mortes et en avons estimé la perte de masse et les changements dans les contenus en N et P en fonction du temps pour une chronoséquence de sites issus de perturbations majeures. Pour évaluer l'importance de la décomposition du bois dans le recyclage des nutriments, nous avons comparé les taux nets de libération de nutriments par les billes avec les taux nets d'immobilisation dans la biomasse des arbres en relation avec le temps depuis la perturbation. Les taux de minéralisation étaient respectivement 0,060, 0,053, 0,038 et 0,020·an–1 pour les billes de peuplier faux-tremble, de bouleau à papier, d'épinette blanche et de pin gris. Durant la première année de décomposition, les billes de peuplier faux-tremble libéraient 51 kg·ha–1 de N et 7 kg·ha–1 de P pour un volume de bois de 150 m3·ha–1. Les billes de bouleau à papier agissaient initialement comme puits de nutriments et le relargage de nutriments était retardé jusqu'à une période qui correspondait au taux maximaux de séquestration net de nutriments dans la biomasse du peuplement. Les billes de pin gris apparaissaient neutres quant à leur contribution comme puits ou source de nutriments, mais le relargage dans les peuplements matures correspondait à 40 % du N et 26 % du P immobilisés annuellement dans la biomasse des arbres. Vu la rareté des peuplements purs en forêt boréale québécoise, cette information n'est pas disponible pour l'épinette blanche.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2006

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nrc/cjfr/2006/00000036/00000009/art00024
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