Ann. For. Sci. 63 (2006) 177-188
DOI: 10.1051/forest:2005110

Variability and heterogeneity of humus forms at stand level: Comparison between pure beech and mixed beech-hornbeam forest

Michaël Aubert, Pierre Margerie, Aude Ernoult, Thibaud Decaëns and Fabrice Bureau

Groupe de recherche ECODIV, UPRES-EA 1293, Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Rouen, 76821 Mont-Saint-Aignan Cedex, France

(Received 17 January 2005; accepted 24 August 2005; published online 23 February 2006)

Abstract - We investigate the influence of tree canopy composition on humus form variability and heterogeneity by comparing a pure beech stand and a mixed beech-hornbeam one (70% beech and 30% hornbeam). Macro-morphological humus form descriptors were recorded using a spatially explicit sample design at stand level. Leaf litter composition and light intensity accounting for stand management as well as bulk density for harvesting practices (soil compaction) were also recorded. A multiple correspondence analysis (MCA) and geostatistics were used to assess humus form variability and heterogeneity, as well as the spatial correlation between stand characteristics and humus forms. Humus form variability and activity were greater under the mixed stand than under the pure one. Geostatistics revealed that humus form patchiness was greater under the mixed stand than under the pure one and the improvement in decomposition processes seemed to be confined to spatial distribution of hornbeam litterfall. From a practical viewpoint, these results could provide ideas on the way of mixing tree species at stand level. We assume that with a given percentage of mull-forming tree species, a dispersed tree mixture provides a more extensive improvement than a clumped mixture.

Résumé - Variabilité et hétérogénéité des formes d'humus à l'échelle du peuplement : comparaison entre peuplement pur de hêtre et forêt mélangée hêtre-charme. Nous avons étudié l'influence de la composition d'un peuplement sur la variabilité qualitative et l'hétérogénéité spatiale des formes d'humus en comparant un peuplement pur de hêtre et un peuplement mélangé (70 % hêtre - 30 % charme). Les caractéristiques macro-morphologiques des formes d'humus ainsi que la composition spécifique de la litière, l'éclairement relatif sous le peuplement et la densité apparente du sol ont été mesurées à l'aide d'un échantillonnage spatialement explicite. Une analyse des correspondances multiples (ACM) couplée à des géostatistiques a été utilisée pour caractériser la variabilité et l'hétérogénéité des formes d'humus ainsi que leur corrélation spatiale avec les caractéristiques de peuplement. La variabilité, l'hétérogénéité et l'activité des formes d'humus sont plus fortes sous peuplement mixte. Sous ce peuplement, l'amélioration de l'activité des formes d'humus est liée à la distribution spatiale des retombées de feuilles de charme. Ces résultats semblent indiquer que, pour un pourcentage donné d'une espèce ligneuse à litière améliorante, un mélange d'arbre par pied a un meilleur impact sur les formes d'humus qu'un mélange par bouquet.

Key words: humus form / pure stand / mixed stand / geostatistics / spatial pattern / heterogeneity / Fagus sylvatica / Carpinus betulus

Mots clés : forme d'humus / peuplement pur / peuplement mélangé / géostatistiques / patrons spatiaux / hétérogénéité / Fagus sylvatica / Carpinus betulus

Corresponding author: Michaël Aubert Michael.Aubert@univ-rouen.fr

© INRA, EDP Sciences 2006