Ann. For. Sci. 61 (2004) 65-72
DOI: 10.1051/forest:2003085

Decomposition dynamic of fine roots in a mixed forest of Cunninghamia lanceolata and Tsoongiodendron odorum in mid-subtropics

Yu-Sheng Yang^{a, b, c}, Guang-Shui Chen^{a, b}, Jian-Fen Guo^c and Peng Lin<sup>c

a</sup>  College of Geographical Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, P.R. China
^b  College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Nanping 353001, P.R. China
^c  College of Life Science, Xiamen University, Xiamen 361005, P.R. China

(Received 22 April 2002; accepted 9 January 2003)

Abstract - Decomposition of fine roots (< 2 mm in diameter, viz. < 0.5 mm, 0.5-1.0 mm, 1.0-2.0 mm) was studied by means of litter bag in a mixed forest of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.) and Tsoong's tree (Tsoongiodendron odorum Chun) in Sanming, Fujian, China. In a 540 d period of decay, fine roots in all litter bags decomposed in a three-phase manner: (a) for the Chinese fir, an initial, relatively low rate of decay up to 90 d followed by a period of rapid weight loss until 270 d, and then by a phase of slow decay rate; (b) for the Tsoong's tree, a rapid loss period between 0-60 d followed by a relatively rapid loss period between 60-360 d, and then a slow loss period between 360-540 d occurred. The mass loss after 1 yr of decomposition ranged from 58.5% to 63.3% for the Chinese fir and 68.8% to 78.2% for the Tsoong's tree. Fine roots with a larger diameter had a lower rate of mass loss. Consistent increase in lignin concentration and decrease in absolute amount of phosphorus (P) were found for fine roots of the two tree species during decomposition. The absolute amounts of nitrogen (N) increased a little initially in the fine roots of the Chinese fir during a short duration. In contrast, the fine roots of Tsoong's tree were releasing N from the outset. The chemical composition controlled decomposition rate and it was found a change of TNC (total nonstructural carbohydrates)-regulating in the initial decomposition phase to lignin- or N-regulating in the second phase, and P- or lignin-regulating in the last phase.

Résumé - Dynamique de la décomposition des radicelles dans une forêt mélangée de Cunninghamia lanceolata et Tsoongiodendron odorum en zone subtropicale. On a étudié la décomposition de radicelles de diamètre inférieur à 2 mm (< 0,5 mm; 0,5 à 1,0 mm; 1,0 à 2,0 mm) en utilisant des sacs enterrés dans la litière, dans une forêt mélangée de sapin de Chine (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook) et d'arbres de Tsoong (Tsoongiodendron odorum Chun) située à Sanming, Fujian, Chine. Au cours des 540 jours d'observation de la dégradation des radicelles, leur décomposition s'est déroulée selon trois phases. a) Pour le sapin de Chine, on enregistre un taux initial de dégradation relativement lent jusqu'à 90 jours, puis une perte rapide de poids au cours de la période suivante allant jusqu'à 270 jours, et ensuite un taux de dégradation lent. b) Pour l'arbre de Tsoong, on constate une perte de poids rapide au cours des 60 premiers jours, puis une perte relativement rapide jusqu'à 360 jours et enfin une perte lente entre 360 et 540 jours. La perte de poids après 1 an de décomposition est comprise entre 58,5 % et 63,3 % pour le sapin de Chine et entre 68,8 % et 78,2 % pour l'arbre de Tsoong. La perte de poids est moindre pour les radicelles les plus grosses. On note chez les deux espèces, au cours de la décomposition, une certaine augmentation du taux de lignine et une nette réduction du taux de phosphore. Pendant une courte période initiale, le taux d'azote augmente pour le sapin de Chine, alors que les radicelles de l'arbre de Tsoong libèrent de l'azote dès le début. La composition chimique commande le rythme de décomposition ; on a mis en évidence les rôles respectifs des taux de carbohydrate total non structural (TNC), lignine (ou N) et P (ou lignine) au cours des différentes phases de la décomposition.

Key words: fine root / decomposition / lignin / nitrogen / phosphorus / mixed forest / Cunninghamia lanceolata / Tsoongiodendron odorum

Mots clés : décomposition / lignine / azote / phosphore

Corresponding author: Yu-Sheng Yang ffcyys@public.npptt.fj.cn

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