Ann. For. Sci. 64 (2007) 141-150
DOI: 10.1051/forest:2006098

Soil carbon dioxide efflux in pure and mixed stands of oak and beech

Mathieu Jonard, Frédéric André, François Jonard, Nicolas Mouton, Pierre Procès and Quentin Ponette

Université catholique de Louvain, Faculté d'Ingénierie Biologique, Agronomique et Environnementale, Unité des Eaux et Forêts, Croix du sud 2/009, 1348 Louvain-la-Neuve, Belgique

(Received 5 May 2006; accepted 7 June 2006; published online 24 February 2007)

Abstract - Total Soil Respiration (TSR) was measured in pure and mixed stands of oak and beech and was partitioned into two contributions using the forest floor removal technique: Mineral Soil Respiration (MSR) and Forest Floor Respiration (FFR). In addition, laboratory incubations of the forest floor and the Ah horizon were performed to evaluate the heterotrophic respiration and the DOC production of these horizons. The relationships between soil temperature and the various soil respiration contributions in the three stands were compared using Q₁₀ functions. In situ, significant differences ( = 0,05) between stands were observed for the R₁₀ parameter (respiration rate at 10 °C) of the TSR, MSR and FFR contributions, while only the temperature sensitivity (Q₁₀) of TSR was significantly affected by stand composition. The effect of soil water content was only significant on MSR and followed different patterns according to stand composition. Under controlled conditions, the R₁₀ of the forest floor and of the Ah horizon varied with stand composition and the Q₁₀ of the forest floor decreased in the order: oak (2.27) > mixture (2.01) > beech (1.71).

Résumé - Flux de CO₂ en provenance du sol en peuplements purs et mélangés de chêne et de hêtre. La respiration totale du sol (RTS) a été mesurée en peuplements purs et mélangés de chêne et de hêtre et a été subdivisée en deux contributions en enlevant les couches holorganiques de certaines zones de mesure (RSM : respiration du sol minéral et RCH : respiration des couches holorganiques). De plus, des échantillons de couches holorganiques et d'horizon Ah ont été incubés en laboratoire pour évaluer la respiration hétérotrophique et la production de DOC de ces horizons. Des fonctions Q₁₀ ont été utilisées pour comparer les trois peuplements au niveau de la réponse à la température des différentes contributions à RTS. In situ, des différences significatives ( = 0,05) entre peuplements ont été mises en évidence en ce qui concerne le paramètre R₁₀ (flux à 10 °C) de toutes les contributions (RTS, RSM, RCH) et la sensibilité à la température (Q₁₀) de RTS uniquement. L'effet de la teneur en eau du sol était seulement significatif sur RSM et variait en fonction de la composition spécifique du peuplement. En conditions contrôlées, le paramètre R₁₀ des couches holorganiques et de l'horizon Ah était significativement influencé par la composition spécifique ; la respiration hétérotrophique des couches holorganiques présentait une sensibilité à la température décroissant suivant l'ordre : chênaie (2,27) > mélange (2,01) > hêtraie (1,71).

Key words: soil respiration / partitioning / species effect / mixed stand / abiotic factors

Mots clés : respiration du sol / effet espèce / peuplement mélangé / facteurs abiotiques

Corresponding author: jonard@efor.ucl.ac.be

© INRA, EDP Sciences 2007