Ann. For. Sci. 60 (2003) 475-488
DOI: 10.1051/forest:2003041

Dynamics of litterfall in a chronosequence of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii Franco) stands in the Beaujolais mounts (France)

Jacques Ranger, Frédéric Gerard, Monika Lindemann, Dominique Gelhaye and Louisette Gelhaye

INRA, Centre de Nancy, Unité Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers, 54280 Champenoux, France

(Received 29 April 2002; accepted 20 December 2002)

Abstract - Litterfall is a major component of the carbon and nutrient cycles in forest ecosystems. Results of the present study are from a chronosequence of Douglas-fir stands monitored continuously for seven years. Aboveground litterfall was measured every three months, sorted by components, and analysed for major nutrients. Results make it possible to characterize the dynamics of organic matter and nutrient returns to the forest floor during stand development. Simple extrapolation was used to estimate the total return in litter, cumulated over a 70-year-rotation length. Already published data were collected in order to try to identify simple relationships capable of predicting the litterfall return from structural stand characteristics. These models failed to be predictive, due on the one hand to insufficient data, and, on the other hand, to data not always perfectly comparable. Litterfall is a quantitative ecological measurement necessary to validate the models of ecosystem function.

Résumé - Dynamique des retombées de litière dans une chronoséquence de Douglas (Pseudotsuga menziesii Franco) située dans les Monts du Beaujolais (France). Les retombées de litières représentent un paramètre écologique fonctionnel important des écosystèmes forestiers, apportant des informations-clés sur le cycle du carbone et des éléments nutritifs. Les résultats présentés dans cette étude proviennent d'une chronoséquence de trois peuplements de Douglas situés dans les Monts du Beaujolais, étudiée pendant sept années. La litière a été collectée tous les trimestres, séparée en compartiments et analysée pour son contenu en éléments nutritifs. Les résultats permettent d'analyser en détail la dynamique des restitutions de carbone et d'éléments nutritifs au cours du développement du peuplement. Une extrapolation simple permet de calculer les retombées cumulées pour la révolution forestière complète. Une analyse bibliographique a permis de sélectionner une vingtaine de peuplements de Douglas pour lesquels les restitutions de litière ont été mesurées. L'objectif était de mettre en évidence des relations statistiques simples permettant d'estimer les restitutions de litière à partir de données de structure des peuplements, existant plus couramment dans la littérature. L'analyse des données montre que ces modèles généraux ne peuvent pas encore être élaborés, d'une part faute de données suffisamment nombreuses, et d'autre part faute de données parfaitement comparables. Les mesures écologiques quantitatives telles que les retombées de litière, doivent être poursuivies de façon à pouvoir valider des modèles de fonctionnement d'écosystèmes.

Key words: Douglas-fir / litterfall / nutrient cycling / chronosequence / litter traps

Mots clés : Douglas / retombées de litière / cycle des éléments / chronoséquence / pièges à litière

Corresponding author: Jacques Ranger ranger@nancy.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2003