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Frost-heaving damage to one-year-old Picea abies seedlings increases with soil horizon depth and canopy gap size

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Abstract:

We studied first winter frost-heaving damage to one-year-old Picea abies (L.) Karst. seedlings planted in gaps made by group fellings (large circular gaps, ca. 500m2) and single-tree selection cuttings (small irregularly shaped gaps, ca. 175m2), as well as in uncut forest. One-month-old seedlings were planted on manually exposed LF, Ae, and B horizons that emulated various intensities and depths of scarification. The three experimental sites were located in multistoried Pinus sylvestris L. or P. abies forests on sandy loam or silt loam in southeastern Norway. Altogether, 5% of seedlings sustained frost heaving damage on the LF horizon, compared with 20% on the Ae horizon and 45% on the B horizon. On average, 31% of the seedlings in large gaps incurred frost-heaving damage compared with 20% in small gaps and 19% in uncut forest. Exposed roots and poorly anchored or uplifted seedlings were recurring classes of damage, especially on the B horizon and in large gaps. The above- versus below-ground biomass ratio of seedlings was higher on the B than on the Ae horizon in uncut forest and large gaps, inferring broken roots. Therefore, to reduce the risk of frost-heaving damage, shallow soil preparation and smaller gap sizes should be used.

Nous avons étudié les dommages dus au déchaussement par le gel chez des semis de Picea abies (L.) Karst. âgés d’un an et plantés dans des trouées créées par des coupes de jardinage par groupe (grandes trouées circulaires d’environ 500 m2) et par arbre (petites trouées de forme irrégulière d’environ 175 m2) aussi bien qu’en forêt non coupée. Des semis âgés d’un mois ont été plantés sur des horizons LF, Ae et B exposés manuellement qui reproduisaient diverses intensités et profondeurs de scarifiage. Les trois sites expérimentaux étaient situés dans des forêts de Pinus sylvestris L. ou de P. abies pluriétagées établies sur des loam sableux ou des loam limoneux dans le sud-est de la Norvège. Globalement, 5% des semis ont subi des dommages dus au déchaussement par le gel sur l’horizon LF comparativement à 20% sur l’horizon Ae et 45% sur l’horizon B. En moyenne, 31% des semis dans les grandes trouées ont subi des dommages dus au déchaussement par le gel comparativement à 20% dans les petites trouées et 19% dans la forêt non coupée. Les classes de dommages qui revenaient le plus souvent étaient les semis dont les racines étaient exposées et les semis mal ancrés ou soulevés, particulièrement sur l’horizon B et dans les grandes trouées. Le rapport de la biomasse aérienne à la biomasse souterraine était plus élevé sur l’horizon B que sur l’horizon Ae dans la forêt non coupée et les grandes trouées, sans doute à cause des bris de racines. Par conséquent, on devrait favoriser la préparation superficielle du sol et les trouées de plus faible dimension pour réduire les risques de dommages dus au déchaussement par le gel.

Document Type: Research Article

Publication date: 2007-07-01

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