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Sequestration of carbon in the humus layer of Swedish forests — direct measurements

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Abstract:

To determine sequestration rates of carbon dioxide (CO2) we calculated the carbon (C) storage rate in humus layers of Swedish forests with Podsolic soils, which account for 14.2 × 106 ha of the 22.7 × 106 ha of forested land in Sweden. Our data set covered 41years of humus inventories and mean humus layer thickness in 82513 plots. We analysed three forest types: (i) all combinations of tree species, (ii) forests dominated (>70%) by Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), and (iii) forests dominated (>70%) by Scots pine (Pinus sylvestris L.). To relate changes in humus layer thickness to land area we used the intersections in 25 km× 25km grids and used kriging interpolation, permitting calculations for each forest type. For each intersection mean humus thickness for each year was calculated and regressed against time to obtain the rate of change. This rate, humus bulk density, and humus C concentration were used to calculate sequestration rates. The mean sequestration rate was 251kgC·ha–1·year–1, which is higher than theoretical values. The sequestration rate was positively related to temperature sum, albeit including effects of forest management. The pine-dominated forest type had a mean rate of 283kgC·ha–1·year–1, and the spruce-dominated had a mean rate of 239kgC·ha–1·year–1. Under similar site conditions, pine sequestered more C than spruce (difference of 71kgC·ha–1·year–1; p< 0.0001), showing the importance of this type of ecosystem for C sequestration.

Pour déterminer le taux de séquestration du dioxyde de carbone (CO2), nous avons calculé le taux de stockage du carbone (C) dans la couche d’humus des forêts suédoises établies sur un sol podzolique qui représentent 14,2 × 106 ha des 22,7× 106 ha de forêt. Nos données couvraient 41 années d’inventaire de l’humus incluant la profondeur moyenne de la couche d’humus dans 82513 placettes. L’analyse a porté sur trois types de forêts: (i) les forêts composées de toutes les combinaisons d’espèces d’arbres; (ii) les forêts dominées (>70 %) par l’épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.); (iii) les forêts dominées (>70 %) par le pin sylvestre (Pinus sylvestris L.). Pour relier les variations de profondeur de l’humus à la superficie du terrain, nous avons utilisé les intersections dans des grilles de 25 km × 25 km et le krigeage, ce qui permettait de faire le calcul pour chaque type de forêts. À chaque intersection, la profondeur moyenne de l’humus a été calculée pour chacune des années et une courbe de régression a été établie en fonction du temps, ce qui a permis d’obtenir le taux de variation. Ce taux, la densité apparente de l’humus et la concentration de C dans l’humus ont été utilisés pour calculer le taux de séquestration. Le taux moyen atteignait de 251 kgC·ha–1·an–1, ce qui est plus élevé que la valeur théorique, et l’augmentation était positivement reliée à la somme des températures, bien que les effets de l’aménagement forestier soient inclus. Le taux moyen était respectivement de 283 et 239 kgC·ha–1·an–1 dans le groupe de forêts dominé par le pin et dans le groupe dominé par l’épicéa. Dans des conditions similaires de station, le pin séquestrait plus de C que l’épicéa (différence de 71 kgC·ha–1·an–1; p < 0,0001), ce qui montre l’importance du type d’écosystème pour la séquestration de C.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2009

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