Factors controlling litter production in a large Mediterranean river floodplain forest

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Abstract:

Although litter production is an essential floodplain forest function, the drivers and their relative importance remain largely unknown, especially in semi-arid rivers. The influence of forest structure, flooding regime, soil conditions, and litterfall chemistry (a total of 17 variables) on spatial variability of litter production within the Middle Ebro River floodplain forests (northeastern Spain) was examined by monitoring litterfall in 12 forest plots in 2007. Linear mixed effects (LME) models, using stem density (SD), river distance (RD) (or soil total organic C (TOC)), and soil total P (TP) as independent predictors, explained 51% of the variance in litter production, while an alternative LME model using SD and P use efficiency (P-NUE) explained 40%. In particular, litter increased with SD and TP and decreased with RD, P-NUE, and TOC. Based on these results, P limitation appears to be controlling litter production in a rather dry hydrological regime. We hypothesized that a deficient sediment input at the plot scale (especially in the outer floodplain), with flood quality (overbank flooding, ground-water seepage, ponding) being a greater determinant than quantity (flood duration, water table levels), might ultimately be responsible for the spatial variability observed in litter production.

Bien que la production de litière soit une fonction essentielle des forêts inondables, les facteurs qui la déterminent restent largement inconnus, spécialement dans les rivières semi-arides. L’influence de la structure forestière, du régime des inondations, de la nature du sol et de la chimie des litières (en tout 17 variables) sur la variabilité spatiale de la production de litière a été étudiée dans la plaine d’inondation du cours moyen de l’Ebre (nord-est de l’Espagne) par le suivi de la chute des litières dans 12 sites en 2007. Des modèles linéaires à effets mixtes (LME) ont permis d’expliquer 51% de la variance de la production de litière en utilisant la densité des arbres (SD), la distance à la rivière (RD) (ou le C organique total (TOC)) et le P total (TP) comme prédicteurs indépendants. Les modèles LME utilisant uniquement SD et l’efficience d’utilisation du P (P-NUE) expliquaient 40% de cette variance. En particulier, les litières augmentaient avec SD et TP et diminuaient avec RD, P-NUE et TOC. Ces résultats montrent que le manque de P semble contrôler la production des litières sous un régime hydrologique plutôt sec. Nous avons alors formulé comme hypothèse qu’un apport insuffisant de sédiments à l’échelle des sites (en particulier dans les zones périphériques de la plaine d’inondation) et la qualité des inondations (débordement de rive, recharge de la nappe, zones d’accumulation d’eau) plutôt que leur quantité (durée des inondations, niveaux de la nappe) sont finalement responsables de la variabilité spatiale observée dans la production de litières.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2010

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