Relative bulk density as a measure of compaction and its influence on tree height

Authors: Zhao, Yihai; Krzic, Maja; Bulmer, Chuck E.; Schmidt, Margaret G.; Simard, Suzanne W.

Source: Canadian Journal of Forest Research, Volume 40, Number 9, September 2010 , pp. 1724-1735(12)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Soil compaction often limits conifer regeneration on sites degraded by landings and roads, but inadequate understanding of the relationship between compaction and tree growth could lead to inappropriate soil conservation and rehabilitation efforts. We tested liquid and plastic limits, oxidizable organic matter, total carbon, particle size distribution, and iron and aluminum oxides on soil samples collected from five forest experiments in interior British Columbia. These data were used to estimate soil maximum bulk density (MBD) and relative bulk density (RBD); our objective was to relate RBD to tree growth. Height of interior Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii var. glauca (Bessin) Franco) was limited when RBD was>0.72. For lodgepole pine (Pinus contorta Dougl. ex Loud. var. latifolia Engelm.) and hybrid white spruce (Picea glauca (Moench) Voss× Picea engelmannii Parry ex Engelm.), RBDs of 0.60–0.68 corresponded to maximum height, whereas RBDs of 0.78–0.87 appeared to limit height growth. The presence of surface organic material mitigated compaction and was often associated with lower RBD. Our results illustrate the usefulness of RBD to assess compaction and suggest that soil rehabilitation should be considered on disturbed sites where soil RBD is>0.80.

La compaction du sol nuit souvent à la régénération des conifères sur les sites dégradés par les jetées et les chemins mais une compréhension inadéquate de la relation entre la compaction et la croissance des arbres pourrait se traduire par des mesures inappropriées de réhabilitation et de conservation du sol. Nous avons testé les limites liquide et plastique, la matière organique oxydable, le carbon total, la distribution de la dimension des particules et les oxydes de iron et d’aluminium sur des échantillons de sol prélevés dans cinq expériences établies en forêt dans la partie intérieure de la Colombie-Britannique. Ces données ont été utilisées pour estimer la densité apparente maximale et la densité apparente relative (DAR). Notre objectif consistait à relier la DAR à la croissance des arbres. La hauteur du douglas de Menzies bleu (Pseudotsuga menziesii var. glauca (Beissn.) Franco) était réduite lorsque la DAR était> 0,72. Dans le cas du pin tordu latifolié (Pinus contorta Dougl. ex Loud. var. latifolia Engelm.) et de l’épinette blanche hybride (Picea glauca (Moench) Voss × Picea engelmannii Parry ex Engelm.), une DAR de 0,60 à 0,68 correspondait à la hauteur maximale tandis qu’une DAR de 0,78 à 0,87 semblait limiter la croissance en hauteur. La présence de matière organique en surface atténuait l’effet de la compaction et était souvent associée à une DAR plus faible. Nos résultats illustrent l’utilité de la DAR pour évaluer la compaction et indiquent que la réhabilitation du sol devrait être envisagée sur les sites perturbés où la DAR est> 0,80.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2010

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