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Variation in foliar nitrogen and aboveground net primary production in young postfire lodgepole pine

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Abstract:

Understanding nutrient dynamics of young postfire forests may yield important insights about how stands develop following stand-replacing wildfires. We studied 15-year-old lodgepole pine stands that regenerated naturally following the 1988 Yellowstone fires to address two questions: (1) How do foliar nitrogen (N) concentration and total foliar N vary with lodgepole pine density and aboveground net primary production? (2) Is foliar N related to litter production and to rates of gross production, consumption, and net production of soil NH4+ and NO3? Foliar N concentration of new lodgepole pine needles averaged 1.38%; only stands at very high density (>80000 trees·ha–1) approached moderate N limitation. Foliar N concentration in composite (all-age) needles averaged 1.08%, varied among stands (0.87%–1.39%), and declined with increasing tree density. The foliar N pool averaged 48.3kg N·ha–1, varied among stands (3.6–218.4kgN·ha–1), and increased with aboveground net primary production. Total foliar N was not related to laboratory estimates of net production of NH4+ or NO3 in soils. Lodgepole pine foliage is a strong N sink, and N does not appear to be limiting at this early successional state. The initial spatial patterns of postfire tree density strongly influence landscape patterns of N storage.

La compréhension de la dynamique des nutriments des jeunes forêts issues de feux peut fournir des renseignements importants sur le développement des peuplements à la suite d’un feu entraînant le remplacement des peuplements. Nous avons étudié des peuplements de pin tordu âgés de 15 ans qui se sont régénérés naturellement après les feux de 1988 dans le parc de Yellowstone pour répondre à deux questions: (1) comment la concentration d’azote (N) foliaire et le N foliaire total varient en fonction de la densité de pin tordu et de la production primaire nette aérienne (PPNA)? (2) est-ce que le N foliaire est relié à la production de litière et aux taux de production brute, de consommation et de production nette de NH4+ et de NO3 du sol? La concentration de N foliaire des nouvelles aiguilles de pin tordu était, en moyenne, de 1,38%. Seuls les peuplements très denses (plus de 80000 tiges·ha–1) ont approché une limitation modérée en N. La concentration foliaire en N d’échantillons composites d’aiguilles de tous les âges était, en moyenne, de 1,08%, variait de 0,87% à 1,39% parmi les peuplements et diminuait avec la densité du peuplement. Le réservoir de N foliaire était, en moyenne, de 48,3 kg N·ha–1, variait de 3,6 à 218,4 kg N·ha–1 parmi les peuplements et augmentait avec la PPNA. Le N total foliaire n’était pas relié aux estimations faites en laboratoire de la production nette de NH4+ et de NO3 des sols. Le feuillage de pin tordu est un puits important de N qui ne semble pas être limitatif à ce jeune stade de succession. Les patrons spatiaux initiaux de la densité des peuplements issus de feux modifient les patrons d’entreposage de N à l’échelle du paysage.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2009

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nrc/cjfr/2009/00000039/00000005/art00013
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