The impact of a black spruce (Picea mariana) plantation on carbon exchange in a cutover peatland in Western Canada

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Date: Apr. 2018
From: Canadian Journal of Forest Research(Vol. 48, Issue 4)
Publisher: NRC Research Press
Document Type: Article
Length: 9,551 words
Lexile Measure: 1550L

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Abstract :

Northern peatlands are sinks for atmospheric carbon (C), but peat extraction converts these ecosystems to C sources. Due to a dry regional climate, undisturbed bog peatlands in western Canada often have a tree cover of Picea mariana (Mill.) B.S.P. Thus, a coniferous forest plantation may be an appropriate land use for cutover peatlands. This study determined the effect of a 7-year-old P. mariana plantation on C balance of a cutover peatland. We measured C stored in P. mariana biomass and carbon dioxide (C[O.sub.2]) and methane (C[H.sub.4]) fluxes from bare peat at each of four fertilizer doses. Carbon stored in biomass of Betula papyrifera (Marsh.) that had spontaneously colonized the postfertilized site was also determined. Given that the water table remained very deep and that the sphagnum moss--ericaceous shrub peat- accumulating vegetation was not present, the site remained a source of C when only the planted P. mariana trees were considered, primarily in the form of C[O.sub.2] emissions by soil respiration. However, C accumulation in trees, including B. papyrifera biomass, resulted in a net C sink in fertilized plots. Results from this study indicate that tree plantations on cutover peatland may be a suitable land-management strategy on sites difficult to effectively rewet. Key words: carbon dioxide, peatland restoration, forest plantation, methane, soil organic matter. Les tourbieres nordiques sont des puits de carbone (C) atmospherique mais l'extraction de la tourbe convertit ces ecosystemes en source de C. A cause d'un climat regional sec, les tourbieres ombrotrophes non perturbees de l'ouest du Canada ont souvent un couvert arborescent de Picea mariana (Mill.) B.S.P. Par consequent, la plantation de forets de conifere peut constituer une utilisation appropriee des terres dans le cas des tourbieres qui ont subi une coupe. Cette etude a examine l'effet d'une plantation de P. mariana agee de 7 ans sur le bilan du C dans une tourbiere qui a ete coupee. Nous avons mesure le C emmagasine dans la biomasse de P. mariana ainsi que les flux de dioxyde de carbone (C[O.sub.2]) et de methane (C[H.sub.4]) dans la tourbe denudee pour chacune de quatre doses de fertilisant. Le carbone emmagasine dans la biomasse de Betula papyrifera Marsh., qui avait spontanement colonise le site apres une fertilisation, a egalement ete mesure. Etant donne que la nappe phreatique est demeuree tres profonde, et qu'il n'y avait pas de vegetation, mousse de sphaigne et ericacees arbustifs, qui permettait d'accumuler de la tourbe, le site est demeure une source de C lorsqu'on tenait compte seulement des tiges de P. mariana, surtout sous forme d'emissions de C[O.sub.2] provenant de la respiration du sol. Cependant, l'accumulation du C dans les arbres, incluant la biomasse de B. papyrifera, se traduisait par un puits net de C dans les places echantillons fertilisees. Les resultats de cette etude indiquent que la plantation d'arbres dans les tourbieres qui ont ete coupees peut constituer une strategie d'amenagement appropriee des terres pour les sites qui sont effectivement difficiles a rehumidifier. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: dioxyde de carbone, restauration des tourbieres, plantation forestiere, methane, matiere organique du sol.

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Gale Document Number: GALE|A534487576