Nutrient fluxes via leaching from coarse woody debris in a Fagus sylvatica forest in the Solling Mountains, Germany

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Abstract:

To evaluate the importance of nutrient fluxes via leaching from coarse woody debris (CWD) in an area with high atmospheric nitrogen (N) inputs, throughfall and CWD leachate from logs at different stages of decomposition were investigated over a period of 14 and 27months, respectively, in a 160-year-old European beech (Fagus sylvatica L.) forest in northwestern Germany. Water samples, collected from 30 zero-tension lysimeters installed in pairs along 15 logs and from 27 neighboring raingauges, were chemically analyzed in the laboratory. Generally, as CWD decay advanced, the ratio of leachate to throughfall decreased, and the amount of dissolved nutrients in the leachate increased. With the exception of ammonium (NH4+) and dissolved inorganic carbon, the element concentrations in the CWD leachate were significantly higher than those in the throughfall. The concentrations of NH4+ and nitrate (NO3) in the CWD leachate, which were very high compared with values from North American studies, were caused by the continuously high atmospheric N inputs, and the resulting N saturation in the forest ecosystem investigated. The low concentrations of the cations calcium and magnesium indicate that at this site nutrients limiting plant and fungal growth are retained and accumulated in the CWD.

Afin d’évaluer l’importance des flux de nutriments via le lessivage provenant des débris ligneux grossiers (DLG) dans une région où les apports d’azote (N) atmosphérique sont importants, la précipitation au sol et le lessivat des DLG, provenant de billes à différents stades de décomposition, ont été étudiés dans une forêt de hêtre européen (Fagus sylvatica L.) âgée de 160 ans et située dans le nord-ouest de l’Allemagne sur des périodes respectives de 14 et 27 mois. Des échantillons d’eau provenant de 15 paires de lysimètres sans tension installés le long de 15 billes, appariés aux échantillons provenant de 27 pluviomètres voisins, ont été analysés en laboratoire. De façon générale, à mesure que la décomposition des DLG progressait, le rapport du lessivat sur la précipitation au sol diminuait et la quantité de nutriments dissous dans le lessivat augmentait. À l’exception de NH4+ et du C organique dissous, la concentration des éléments dans le lessivat des DLG était significativement plus grande que dans la précipitation au sol. Les concentrations de NH4+ et de NO3 dans le lessivat des DLG, qui étaient très élevées comparativement à ce qui a été rapporté dans les études menées en Amérique du Nord, étaient dues aux apports continuellement élevés de N atmosphérique entraînant une saturation en azote dans l’écosystème forestier à l’étude. La faible concentration des cations Ca et Mg indique que, dans cette station, les nutriments qui limitent la croissance des plantes et des champignons sont retenus et s’accumulent dans les DLG.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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