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Effect of thinning, fertilization with biosolids, and weather on interannual ring specific gravity and carbon accumulation of a 55-year-old Douglas-fir stand in western Washington

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Abstract:

Marketing timber is shifting from logs, lumber, and veneer measured volumetrically to include carbon storage and energy that are based on dry mass. Conversion between volume and dry mass relies on accurate estimates of wood specific gravity (SG). We measured width and SG of growth rings and their earlywood and latewood components with X-ray densitometry on trees from controlled, thinned, biosolid fertilized, and combined treatments applied to a 55-year-old Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) stand. We developed models to predict interannual SG from climate and treatment effects and compared 20year changes in dry mass and carbon storage with estimates from biomass equations and from the Wood Handbook average SG. Thinning increased latewood width but did not affect ring SG. Biosolid fertilization increased earlywood and latewood width and decreased ring SG 8% by decreasing earlywood SG, latewood SG, and latewood percentage. SG decreased with increased July soil moisture deficit; alternatively, SG increased with increased July total precipitation. Warmer mean March–May or August–November temperatures also increased SG. Because of the effects on SG, dry mass and carbon storage changes differed from volume changes produced by the treatments. Dry mass estimates using the average Wood Handbook SG or those calculated from biomass equations were inconsistent between treatments, with errors up to 50%.

Avec l’évolution de la mise en marché du bois, les billes, le bois d’œuvre et le contreplaqué sont mesurés en volume afin d’inclure la séquestration du carbone et l’énergie qui sont basés sur la masse anhydre. La conversion du volume en masse anhydre repose sur des estimations exactes de la densité du bois. Nous avons mesuré la largeur et la densité des cernes annuels et de leurs composantes de bois initial et final par densitométrie aux rayons-x chez des arbres témoins et des arbres soumis à une éclaircie, à une fertilisation avec des biosolides ou à une combinaison de ces traitements qui furent appliqués dans un peuplement de douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) âgé de 55 ans. Nous avons développé des modèles pour prédire la densité interannuelle en fonction du climat et des traitements et nous avons comparé les variations de la masse anhydre et de la séquestration du carbone sur une période de 20 ans avec des estimations basées sur des équations de biomasse et la densité moyenne selon le Wood Handbook. L’éclaircie a augmenté la largeur du bois final mais n’a pas influencé la densité du cerne. La fertilisation avec des biosolides a augmenté la largeur du bois initial et du bois final et diminué la densité du cerne de 8% en diminuant la densité du bois initial, celle du bois final ainsi que la proportion de bois final. La densité a diminué avec l’augmentation du déficit en eau du sol en juillet; alternativement, la densité a augmenté avec l’augmentation de la précipitation totale en juillet. La température moyenne plus chaude de mars à mai ou de août à novembre a également augmenté la densité. À cause des effets sur la densité, les variations de la masse anhydre et de la séquestration du carbone différaient des variations de volume causées par les traitements. Les estimations de la masse anhydre à l’aide de la densité moyenne selon le Wood Handbook ou des équations de biomasse variaient selon le traitement avec des erreurs allant jusqu’à 50%.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2010

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