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Ann. For. Sci.
Volume 65, Number 3, May 2008
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Article Number | 303 | |
Number of page(s) | 13 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2008001 | |
Published online | 17 April 2008 |
DOI: 10.1051/forest:2008001
Effects of the clear-cutting of a Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) plantation on chemical soil fertility
Jacques Ranger1, Pascal Bonnaud1, Olivier Bouriaud2, Dominique Gelhaye1 and Jean-François Picard21 UR Biogéchimie des Écosystèmes Forestiers, INRA Centre de Nancy, 54280 Champenoux, France
2 UMR Écophysiologie et Écologie Forestières, INRA Centre de Nancy, 54280 Champenoux, France
(Received 14 March 2007; accepted 25 October 2007; published online 17 April 2008)
Abstract - Stand harvesting and regeneration were usually considered to be a critical
phase for the sustainability of forest soils. The present study concerned
the effects on soil chemical fertility of the clear-cutting of a highly
productive Douglas-fir stand aged 67 years that was clear-cut with no
disturbance.
Results showed that soil changes were rapid in the three-year period
following the cutting. The forest floor mass considerably decreased and the
mineral soil showed a limited but real acidification. Soil losses
represented 4% of the available nutrients over a depth of 60 cm for N,
22% for K, 25% for Ca and 32% for Mg. Only P increased by 11%.
Due to the spatial variability of forest soils, and despite regular
re-sampling, confidence intervals were large and difficult to reduce.
The reversibility of the effects of the clear-cutting and its consequences
on soil functions depend on the element: it should not be a problem for C, N and K, which would recover when the biological cycle is re-established
once again in the young stand. Phosphorus is not at issue since it changes
form in the soil. The depletion of Ca, and to a lesser extent of Mg, is of
some concern as a result of limited soil reserves, the limited flux of
cations from the mineral changes in the soil, the relatively large part of
Ca and Mg in the forest floor, and the negative input-output budgets for
those elements.
The duration of the impact of the clear-cutting on soil requires medium-term
observations because it cannot be deduced from the current knowledge of this ecosystem.
Résumé - Effets de la coupe à blanc d'un peuplement de Douglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) sur la fertilité chimique du sol. La récolte des peuplements est une phase critique pour la durabilité
des sols forestiers. Cette étude concerne les effets de la coupe à
blanc d'un peuplement de Douglas de 67 ans, réalisée sans
perturbation, sur la fertilité organo-minérale du sol.
Les résultats montrent que l'évolution du sol est rapide dans la
période de trois ans après la coupe. La couche organique
décroît fortement et le sol minéral se désature et
s'acidifie. Les pertes représentent 4 % des éléments
disponibles du sol sur 60 cm pour N, 22 % pour K, 25 % pour Ca et 32
% pour Mg. Seul P augmente de 11 %. Cependant, la variabilité
spatiale des sols forestiers et la technique de l'observatoire, par
échantillonnages successifs, conduisent à des intervalles de
confiance larges autour de ces valeurs, intervalles qui s'avèrent
difficile à réduire.
La réversibilité des modifications du sol dépend des
éléments : elle ne devrait pas poser de problème pour C, N et K.
P n'est pas en cause puisqu'il change de forme dans le sol mais aucune perte
n'est notée. Les pertes de Ca voire de Mg sont les plus
préoccupantes en raison des faibles réserves du sol, du flux
limité de cations issu de l'altération des minéraux du sol, de
la part relativement élevée des ces éléments dans les
couches organiques, et de leur bilan entrées-sorties négatif.
La durée de l'effet de la coupe à blanc nécessite des
observations sur le moyen terme car elle ne peut pas être déduite
des connaissances actuelles sur cet écosystème.
Key words: clear-cutting / Douglas-fir / soil fertility / acidification
Mots clés : coupe à blanc / Douglas / fertilité minérale / acidification
Corresponding author: ranger@nancy.inra.fr
© INRA, EDP Sciences 2008