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Carbon cycling along a gradient of beech bark disease impact in the Catskill Mountains, New York

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Exotic pests and pathogens, through direct and indirect effects on forest structure and species composition, have the potential to significantly alter forest ecosystem processes, including C cycling. Throughout the northern hardwood forest, beech bark disease (BBD) is causing widespread disruption in forest structure and composition. In the Catskill Mountains of New York, some forests formerly codominated by American beech (Fagus grandifolia Ehrh.) and sugar maple (Acer saccharum Marsh.) are shifting to sugar maple dominance. The effects of BBD and a subsequent shift in species composition on annual aboveground net primary production and soil CO2 efflux were examined in eight forest plots selected to represent a gradient of BBD impact. There were no significant trends in aboveground net primary production across this gradient. However, growing season soil CO2 efflux decreased linearly along the BBD gradient, declining by 40%. Although the mechanism controlling this decline is uncertain, the decrease in soil CO2 efflux with BBD impact and a shift to greater composition of sugar maple in litterfall could significantly alter C cycling in northern hardwood stands in the Catskill Mountains.

Par leurs effets directs et indirects sur la structure et la composition en espèces de la forêt, les insectes nuisibles et les organismes pathogènes peuvent altérer de façon significative les processus de l’écosystème forestier, incluant le recyclage du C. Partout dans la forêt feuillue nordique, la maladie corticale du hêtre (MCH) cause une perturbation importante de la composition et de la structure de la forêt. Dans les monts Catskill de New York, certaines forêts jadis dominées par le hêtre commun (Fagus grandifolia Ehrh.) et l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) évoluent vers une dominance de l’érable à sucre. Nous avons étudié les effets de la MCH, ainsi que l’évolution subséquente de la composition en espèces, sur la productivité primaire nette annuelle aérienne et l’émission de CO2 du sol dans huit places-échantillons représentant un gradient d’impact de la MCH. La productivité primaire nette annuelle aérienne ne montrait aucune tendance significative le long de ce gradient. Cependant, l’émission de CO2 du sol durant la saison de croissance diminuait linéairement de 40 % le long du gradient de la MCH. Bien que nous ne puissions être certain du mécanisme responsable de cette diminution, la diminution de l’émission de CO2 du sol avec l’augmentation de l’impact de la MCH et l’évolution vers une composition où l’érable à sucre est plus important dans la chute de litière pourraient modifier considérablement le recyclage du C dans les peuplements feuillus nordiques des monts Catskill.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-05-01

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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