Variability in forest floor at different spatial scales in a natural forest in the Carpathians: effect of windthrows and mesorelief

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Abstract:

Spatial variability of humus properties in a natural fir–beech forest was studied along with the influence of windthrows and mesorelief on this variability. In 1720 windthrows the thickness and form of the organic horizons were studied in three positions—mound, pit, and undisturbed control. On undisturbed sites, substantial variability of thickness and forms of the organic horizons was found on a fine scale (0–10m). Close spatial dependence of some humus characteristics was found on a coarser scale (20–120m). The mesorelief was found to be one of the key autocorrelation factors. The level of spatial dependence was not uniform; it differed between the fermented and humification horizons and among their forms. The presence of windthrows increased the variability of humus thickness on both fine (0–10m) and coarse (level of entire locality, i.e., 11ha) scales. However, windthrows did not increase the variability of organic horizon forms (OHFs) on a fine scale. High variability of OHFs is probably a property of fully developed mature humus in a natural fir–beech forest. On a coarse scale, the presence of pits increased the frequency of fermented zoogenous and humification residual horizons on the study area.

La variabilité spatiale des propriétés de l’humus dans une forêt naturelle composée de sapin et de hêtre a été étudiée en fonction de l’influence des chablis et du mésorelief. Dans 1720 chablis, l’épaisseur et la forme des horizons organiques ont été étudiées dans trois positions: les monticules, les dépressions et les témoins non perturbés. Sur les stations non perturbées, nous avons observé une variation substantielle de l’épaisseur et de la forme des horizons organiques à une échelle fine (0–10 m). Une dépendance spatiale étroite a été détectée entre les caractéristiques de l’humus à une échelle plus grossière (20–120 m). Le mésorelief était un des facteurs clés de cette autocorrélation. Le degré de dépendance spatiale n’était pas uniforme puisqu’il était différent entre les horizons fermentés et humifiés et entre leurs formes. La présence de chablis augmentait la variabilité de l’épaisseur de l’humus aux échelles fine (0–10 m) et grossière (échelle d’une localité entière, c.-à-d. 11 ha). Cependant, les chablis n’ont pas augmenté la variabilité de la forme des horizons organiques à une échelle fine. Une forte variabilité de la forme des horizons organiques est probablement caractéristique d’un humus mature, complètement développé, dans une forêt naturelle composée de sapin et de hêtre. À une échelle grossière, la présence de dépressions a augmenté la fréquence des horizons zoogènes fermentés et des horizons résiduels humifiés dans l’aire d’étude.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2008

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