Carbon storage in a chronosequence of red spruce (Picea rubens) forests in central Nova Scotia, Canada

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Abstract:

Red spruce (Picea rubens Sarg.) forests are an ecologically and economically important forest type in eastern Canada. We quantified the carbon (C) stocks of natural red spruce dominated stands in central Nova Scotia. Twenty-four stands over a 140year chronosequence were sampled. Within each stand, major C pools including above- and below-ground tree biomass, shrub and herb vegetation, dead organic matter, and upper (0–10cm) mineral soil were measured. A nonlinear four-parameter logistic function was fitted to the total site C stock data to describe the change in total ecosystem C storage over time. Total site C storage increased throughout stand development in a general sigmoidal pattern, increasing from 94.4MgC·ha–1 in the youngest age-class to a maximum of 247.0MgC·ha–1 in the 81- to 100-year-old age-class, then decreasing in the oldest age-classes. Carbon pools of live vegetation, standing dead trees, and downed woody debris displayed recognizable changes in C storage throughout stand development, conforming to some of the fundamental ideas on forest stand dynamics. Overall, above- and below-ground tree biomass had the greatest influence on total site C storage dynamics. These results are likely to be integrated into further forest management plans and generalized in other contexts to evaluate carbon stocks at the regional scale.

Dans l’est du Canada, les forêts d’épinette rouge (Picea rubens Sarg.) constituent un type de forêt important du point de vue écologique et économique. Nous avons quantifié les stocks de carbone (C) des peuplements naturels dominés par l’épinette rouge dans le centre de la Nouvelle-Écosse, au Canada. Nous avons échantillonné 24 peuplements couvrant une chronoséquence de 140ans. Les principaux réservoirs de C ont été mesurés dans chaque peuplement, incluant la biomasse aérienne et souterraine des arbres, les arbustes et la végétation herbacée, la matière organique morte et la partie supérieure (0–10cm) du sol minéral. Une fonction logistique non linéaire à quatre paramètres a été ajustée aux données correspondant au stock total de C emmagasiné dans l’écosystème en fonction du temps. Le stock total de C emmagasiné dans la station augmentait tout au long du développement du peuplement en suivant une courbe généralement sigmoïde, passant de 94,4Mg C·ha–1 dans la classe d’âge la plus jeune jusqu’à un maximum de 247,0Mg C·ha–1 dans la classe d’âge de 81–100ans et décroissait par la suite dans les classes d’âge les plus vieilles. Les réservoirs de C dans la végétation vivante, les arbres morts debout et les débris ligneux au sol ont connu des changements reconnaissables dans le stockage du C tout au long du développement du peuplement. Ces changements étaient conformes à certaines des notions fondamentales de la dynamique des peuplements forestiers. Dans l’ensemble, la biomasse aérienne et souterraine des arbres avait la plus forte influence sur la dynamique du stockage total de C de la station. Ces résultats pourraient être intégrés aux futurs plans d’aménagement forestier et généralisés dans d’autres contextes pour évaluer les stocks de carbone à l’échelle régionale.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2007

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