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Changes in litter and dead wood loads following tree death beneath subalpine conifer species in northern Colorado

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Abstract:

Litter and dead wood affect important processes in forest ecosystems such as nutrient and carbon cycling and are key influences on biodiversity and fire behavior. Increased tree mortality rates in western North America associated with climate trends and increased bark beetle activity highlight the need to better understand the dynamics of litter and dead wood following tree death. For eight old-growth stands in a subalpine forest landscape in northern Colorado (USA), we compared litter and dead wood loads beneath more than 200 dead and live Engelmann spruce (Picea engelmannii Parry ex Engelm.), subalpine fir (Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.), and lodgepole pine (Pinus contorta Douglas ex Loudon). The dynamics of litter and dead wood were analyzed using chronosequences of tree death dates over>100years that we determined from tree rings. Immediately following tree death, high loads of litter accumulated, particularly for the biggest spruces, which accumulated 10 times more litter than live spruces (five times more for fir, two times more for pine). We estimated a higher decay rate of litter for spruce (half-life of fouryears) than for pine (15years) and fir (19years). The accumulation rates for dead wood following tree death were highly variable among trees, but maximum accumulation was attained during the first 50–60years.

La litière et le bois mort ont des effets sur d’importants processus dans les écosystèmes forestiers tels que le recyclage des nutriments et du carbone et ils ont une influence déterminante sur la biodiversité et le comportement du feu. L’augmentation du taux de mortalité des arbres dans l’ouest de l’Amérique du Nord, associée aux tendances climatiques et à l’augmentation de l’activité des scolytes, fait ressortir le besoin de mieux comprendre la dynamique de la litière et du bois mort après la mort des arbres. Nous avons comparé la charge de litière et de bois mort sous plus de 200 tiges, mortes et vivantes, d’épicéa d’Engelmann (Picea engelmannii Parry ex Engelm.), de sapin subalpin (Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.) et de pin tordu (Pinus contorta Douglas ex Loudon) dans huit vieux peuplements faisant partie d’un paysage de forêt subalpine du nord du Colorado, aux États-Unis. La dynamique de la litière et du bois mort a été analysée à partir de chronoséquences établies sur plus de 100 ans en utilisant la date de la mort des arbres déterminée grâce aux cernes annuels. Immédiatement après la mort des arbres, des charges importantes de litière se sont accumulées, particulièrement sous les plus gros épicéas qui accumulaient 10 fois plus de litière que les épicéas vivants (cinq fois dans le cas du sapin et deux fois plus dans le cas du pin). Nous avons estimé que le taux de décomposition de la litière était plus élevé sous les épicéas (demi-vie de quatre ans) que sous les pins (15 ans) et les sapins (19 ans). Le taux d’accumulation du bois mort après la mort des arbres variait énormément d’un arbre à l’autre mais l’accumulation maximum était atteinte durant les 50–60 premières années.

Document Type: Research Article

Publication date: 2011-02-01

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