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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 4, May 2000
Page(s) 313 - 324
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000122
DOI: 10.1051/forest:2000122

Ann. For. Sci. 57 (2000) 313-324

Relationships between forest tree species, stand production and stand nutrient amount

Laurent Augustoa - Jacques Rangera - Quentin Ponettea - Maurice Rappb

aInstitut National de la Recherche Agronomique, Centre de Recherches Forestières de Nancy, Équipe Cycles Biogéochimiques, 54280 Champenoux, France
bCentre National de la Recherche Scientifique, C.E.F.E.-Montpellier, Route de Mende, BP. 5051, 34033 Montpellier, France

(Received 22 March 1999; accepted 21 January 2000 )

Abstract:

Data from the literature concerning stand aerial biomass, stand nutrient amount (i.e. N, P, K, Ca and Mg) of four major forest tree species of the temperate area were compiled in order to propose simple general relationships to quantify nutrient depletion associated with biomass harvesting. The objectives was to identify the tree species effect on nutrient loss through biomass removal. Mean weighted nutrient concentrations of aerial biomass decreased rapidly until the maximum current annual increment of stands was reached ("adult stands''); the concentration then became more or less constant. For adult stands, linear relations existed between aerial biomass and their nutrient amount. Using total aerial biomass (TAB) or stem biomass including bark (SBB) as references against the corresponding nutrient amount showed: i) that correlation coefficients were higher in the latter case, ii) that nutrient amount per unit of biomass was lower for SBB than for TAB, and iii) that these relations were species-dependent. For a same SBB, species were ranked as follows: mean concentration of N and K, European beech > Douglas fir = Norway spruce = Scots pine; Ca, European beech = Norway spruce $\geq$ Scots pine $\geq$ Douglas fir; Mg, European beech $\geq$ Scots pine $\geq$ Norway spruce $\geq$ Douglas fir. For P, no significant difference was found for the tested species. The relationships between biomass and nutrient amount can be easily used by foresters to quantify the nutrient amount exported from a site during both thinning and harvesting operations, as well as the nutrients which remain in the logging residues left on the site and which will slowly yield available elements to the new plantation or the naturally regenerated stand.


Keywords: biomass / nutrient amount / nutrient content tables / sustainable management / forest tree species

Résumé:

Relations entre les essences forestières, la biomasse et la minéralomasse. Des données de la littérature concernant les biomasses aériennes et les contenus en N, P, K, Ca, Mg de quatre essences (sapin Douglas, épicéa commun, pin sylvestre, hêtre) ont été compilées. Les concentrations moyennes des parties aériennes en éléments majeurs diminuent avec l'âge jusqu'au stade adulte où elles se stabilisent. Pour les peuplements adultes, il existe des relations linéaires entre la biomasse aérienne et la teneur en éléments de celle-ci. Les coefficients de corrélation sont globalement plus élevés lorsque le seul tronc est considéré. Les tissus du tronc sont moins concentrés en éléments que ceux du houppier. Les relations linéaires entre les biomasses et les minéralomasses sont spécifiques à chacune des quatre essences. Pour une même biomasse de tronc, les essences se différentient selon les quantités d'éléments contenues dans ce compartiment. N et K : hêtre > sapin Douglas, épicéa commun, pin sylvestre. Ca : hêtre, épicéa commun geq pin sylvestre $\geq$ sapin Douglas, pin sylvestre. Mg : hêtre $\geq$ pin sylvestre $\geq$ épicéa commun $\geq$ sapin Douglas. Pour P, il n'existe pas de différence significative entre les espèces. Les relations entre biomasse et contenu minéral peuvent être directement utilisées par les aménagistes pour chiffrer les exportations par les récoltes et les restitutions par les rémanents d'exploitation.


Mots clé : biomasse / minéralomasse / tarif / gestion durable / essence forestière

Correspondence and reprints: Jacques Ranger
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