Ann. For. Sci. 59 (2002) 233-253
DOI: 10.1051/forest:2002020

Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility

Laurent Augusto^a, Jacques Ranger^a, Dan Binkley^b and Andreas Rothe<sup>c

a</sup>  Institut National de la Recherche Agronomique, 54280 Champenoux, France
^b  Department of Forest Sciences, Graduate Degree Program in Ecology, and Natural Resource Ecology Laboratory, Colorado State University, Fort Collins, Colorado, 80523, USA
^c  Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten, Referat Waldbau und Nachhaltssicherung, Ludwigstraße 2, 80539 München, Germany

(Received 3 April 2001; accepted 28 September 2001)

Abstract
The aim of the present work was to provide a synopsis of the scientific literature concerning the effects of different tree species on soil and to quantify the effect of common European temperate forest species on soil fertility. The scientific literature dealing with the tree species effect on soil has been reviewed. The composition of forest overstory has an impact on the chemical, physical and biological characteristics of soil. This impact was highest in the topsoil. Different tree species had significantly different effects on water balance and microclimate. The physical characteristics of soils also were modified depending on the overstory species, probably through modifications of the soil fauna. The rates of organic matter mineralization and nitrification seem to be dependent on tree species. A coniferous species, Picea abies, had negative input-output budgets for some nutrients, such as Ca and Mg. This species promoted a higher soil acidification and a decrease in pH. Thus, it should not be planted in very poor soils in areas affected by acidic atmospheric depositions. Nevertheless, the effect of the canopy species on soil fertility was rarely significant enough to promote forest decline. The impact of a tree species on soil fertility varied depending on the type of bedrock, climate and forest management.

Résumé
Effet des principales essences des forêts tempérées sur la fertilité des sols. L'objectif de cet article est de fournir une synthèse bibliographique au sujet de l'effet des essences sur le sol, et, en particulier, de l'effet des principales essences utilisées en foresterie tempérée. La composition du couvert arboré a une influence importante sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol. Cet impact est le plus important dans les horizons superficiels. L'effet des essences se traduit au niveau du pédoclimat, modifiant fortement le bilan hydrique du sol. La modification des paramètres physiques est liée à l'activité biologique, elle même dépendant de nombreux paramètres chimiques et biochimiques. La dégradation de la matière organique (minéralisation) et la nitrification semblent dépendre des essences. L'épicéa commun conduit à une acidification substantielle du sol qui se traduit parfois au niveau du pH ; les bilans d'éléments nutritifs calculés pour cette essence sont le plus souvent négatifs pour des éléments tels Ca et Mg. Cette essence ne doit pas être introduite sur des sols trop pauvres ou affectés par des apports atmosphériques acidifiants. Il faut cependant insister sur le fait que le seul effet des essences n'est jamais tel qu'il puisse conduire au dépérissement des forêts. L'impact des essences sur la fertilité du sol dépend du type de sol, du climat et des aménagements forestiers (essences et traitement).

Key words: forest soils / tree species / fertility / sustainability / resiliency

Mots clés : sols forestiers / essences forestières / fertilité des sols / durabilité / résilience

Correspondence and reprints: Jacques Ranger Tel. +33 3 83 39 40 68; Fax. +33 3 83 39 40 69;
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