Seasonal variation in throughfall and stemflow chemistry beneath a European beech (Fagus sylvatica) tree in relation to canopy phenology

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The effect of canopy phenology on major ion fluxes beneath a mature European beech (Fagus sylvatica L.) tree is examined. Annual and seasonal ion fluxes to the forest floor were significantly higher than the incoming wet-only deposition for all ions measured other than H+. The annual throughfall to wet deposition ratio generally ranged from 2.1 to 4.8. Stemflow contributed 9%–19% of the ion input to the forest floor, except for H+. Throughfall enrichment of K+, Ca2+, Mg2+, and NO3 was significantly higher in the leafed than in the leafless season, in contrast to Na+, NH4+, and H+. The temporal pattern of ion enrichment indicated canopy release of K+, Ca2+, and Mg2+ throughout the leafed season, of Na+, Cl, and NH4+ from emerging leaves, and of Cl and SO42– from senescing leaves. The contribution of canopy leaching to annual net throughfall and stemflow was estimated at 96% (K+), 54% (Ca2+), 40% (Mg2+), 12% (Cl), and 7% (Na+, SO42–). Dry deposition accounted for 58%–75% of the total deposition onto the canopy. The throughfall enrichment during the leafless season indicated high particulate and gaseous dry deposition onto the woody canopy as well as K+ release from European beech branches.

Les effets de la phénologie de la canopée sur le flux des principaux ions sous un hêtre (Fagus sylvatica L.) mature sont examinés. Pour tous les ions mesurés autres que H+, les flux annuel et saisonnier d’ions vers le parterre forestier étaient significativement plus élevés que les seuls dépôts humides. Les valeurs du rapport entre la quantité de précipitation au sol et les dépôts humides variaient généralement de 2,1 à 4,8. L’écoulement le long du tronc représentait 9 à 19 % de l’apport en ions au parterre forestier, sauf pour H+. L’enrichissement des précipitations au sol en K+, Ca2+, Mg2+ et NO3 au cours de la saison avec du feuillage était significativement plus élevé qu’au cours de la saison sans feuillage, mais pas dans le cas de Na+, NH4+ et H+. Le patron temporel d’enrichissement en ions indique que K+, Ca2+, Mg2+ sont libérés tout au long de la saison avec du feuillage, que Na+, Cl et NH4+ sont libérés lorsque les feuilles émergent et que Cl et SO42– sont libérés lorsque les feuilles sont sénescentes. La contribution du lessivage de la canopée aux valeurs annuelles nettes de précipitation au sol et d’écoulement le long du tronc a été estimée à 96 % (K+), 54 % (Ca2+), 40 % (Mg2+), 12 % (Cl) et 7 % (Na+, SO42–). La contribution des dépôts secs à l’ensemble des dépôts (humide et sec) sur la canopée variait de 58 à 75 %. L’enrichissement des précipitations au sol pendant la saison sans feuillage indique qu’il y a d’importants dépôts secs sous forme de gaz et de particules sur la canopée et que les branches du hêtre libèrent du K+.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2007

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