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Modeling the decay of coarse woody debris in a subalpine Norway spruce forest of the West Carpathians, Poland

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Abstract:

Coarse woody debris (CWD) is an important structural element in forests. Its role depends on the species, size, position, and decay rate. This paper reports an attempt to determine the total residence time of CWD across all decay classes and also within successive decay classes. We simulated the process of CWD decomposition for stem size and position (snags versus logs), using matrices of the transition of CWD between decay classes. The study was based on a sample of 2785 Norway spruce snags and logs measured twice over a 10 year period in a Carpathian subalpine forest. The revealed pattern of decomposition depended highly on CWD size. When log numbers were considered, the mean total residence time increased from 71years for small logs (diameter< 23cm) to 90years for medium-sized logs (23–35cm), and to 113years for large logs (>35cm). In terms of volume, the mean total residence times of logs were 47, 49, and 63years for the three diameter categories. Still shorter were the mean total residence times for log mass: 34, 41, and 41years for the three diameter categories. The pattern of decomposition depended highly on the CWD attributes taken into consideration. The differences in decay rate between log diameter categories are considerable when the number of logs is taken into account, but they practically vanish when log mass is considered.

Les débris ligneux grossiers (DLG) constituent un élément structural important dans les forêts. Leur rôle dépend de l’espèce, de la dimension, de la position et du taux de décomposition. Cet article fait état d’une tentative pour déterminer le temps total de résidence des DLG pour l’ensemble des classes de décomposition ainsi que dans les classes de décomposition successives. Nous avons simulé le processus de décomposition des DLG en fonction de leur dimension et de leur position (chicot vs bille au sol) à l’aide de matrices de transition des DLG entre les classes de décomposition. L’étude était basée sur un échantillon de 2785 billes et chicots d’épicéa commun mesurés à deux reprises sur une période de 10ans dans une forêt subalpine des Carpates. Le patron de décomposition qui a été observé dépendait fortement de la dimension des DLG. Lorsque le nombre de billes au sol était considéré, le temps total moyen de résidence passait de 71 ans pour les petites billes (diamètre < 23cm) à 90ans pour les billes de dimension moyenne (23–35cm) et à 113ans pour les grosses billes (>35cm). En terme de volume, le temps total moyen de résidence était de 47, 49 et 63ans pour les trois catégories de diamètres. Si on considérait la masse des billes au sol, le temps total moyen de résidence était encore plus court, soit 34, 41 et 41ans pour les trois catégories de diamètres. Le patron de décomposition dépendait fortement des caractéristiques des DLG qui étaient considérées. Les différences dans le taux de décomposition entre les catégories de diamètres sont considérables lorsqu’on tient compte du nombre de billes mais elles disparaissent pratiquement lorsqu’on considère la masse des billes.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-03-01

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