Post-thinning soil organic matter evolution and soil [CO.sub.2] effluxes in temperate radiate pine plantations: impacts of moderate thinning regimes on the forest C cycle

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From: Canadian Journal of Forest Research(Vol. 42, Issue 11)
Publisher: NRC Research Press
Document Type: Report
Length: 7,148 words
Lexile Measure: 1640L

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Abstract :

Forest ecosystems can act as C sinks, thus absorbing a high percentage of atmospheric [CO.sub.2]. Appropriate silvicultural regimes can therefore be applied as useful tools in climate change mitigation strategies. The present study analyzed the temporal changes in the effects of thinning on soil organic matter (SOM) dynamics and on soil [CO.sub.2] emissions in radiata pine (Pinus radiata D. Don) forests. Soil C effluxes were monitored over a period of 2 years in thinned and unthinned plots. In addition, soil samples from the plots were analyzed by solid-state (13)C-NMR to determine the post-thinning SOM composition and fresh soil samples were incubated under laboratory conditions to determine their biodegradability. The results indicate that the potential soil C mineralization largely depends on the proportion of alkyl-C and N-alkyl-C functional groups in the SOM and on the microbial accessibility of the recalcitrant organic pool. Soil [CO.sub.2] effluxes varied widely between seasons and increased exponentially with soil heating. Thinning led to decreased soil respiration and attenuation of the seasonal fluctuations. These effects were observed for up to 20 months after thinning, although they disappeared thereafter. Thus, moderate thinning caused enduring changes to the SOM composition and appeared to have temporary effects on the C storage capacity of forest soils, which is a critical aspect under the current climatic change scenario. Resume: Les ecosystemes forestiers peuvent agir comme puits de C et absorber par consequent un pourcentage eleve de [CO.sub.2] atmospherique. Des regimes sylvicoles appropries peuvent donc etre utilises comme outils, utiles dans les strategies d'attenuation des changements climatiques. Cette etude analyse les changements temporels dans les effets de l'eclaircie sur la dynamique de la matiere organique du sol (MOS) et sur les emissions de [CO.sub.2] du sol dans les forets de pin de Monterey (Pinus radiata D. Don). Les emissions de [CO.sub.2] du sol ont ete suivies sur une periode de 2 ans dans des places echantillons eclaircies et non eclaircies. De plus, des echantillons de sol preleves dans les places echantillons ont ete analyses par RMN-[.sup.13]C a l'etat solide pour determiner la composition de la MOS a la suite de l'eclaircie et des echantillons frais de sol ont ete incubes en laboratoire pour determiner leur biodegradabilite. Les resultats indiquent que la mineralisation potentielle de C du sol depend en grande partie de la proportion des groupes fonctionnels alkyle-C et N-alkyle-C dans la MOS et de l'accessibilite du pool recalcitrant de matiere organique pour la flore microbienne. Les emissions de [CO.sub.2] du sol variaient beaucoup d'une saison a l'autre et augmentaient exponentiellement avec le rechauffement du sol. L'eclaircie a entraine une diminution de la respiration et une attenuation des fluctuations saisonnieres. Ces effets ont ete observes jusqu'a 20 mois apres l'eclaircie, bien qu'ils soient disparus par la suite. Par consequent, une eclaircie moderee provoque des changements durables de la composition de la MOS et semble avoir des effets temporaires sur la capacite de stockage de C des sols forestiers qui est un aspect important dans le scenario actuel de changement climatique. [Traduit par la Redaction]

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Gale Document Number: GALE|A312510057