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Ann. For. Sci.
Volume 66, Number 7, October-November 2009
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Article Number | 707 | |
Number of page(s) | 9 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest/2009057 | |
Published online | 02 October 2009 |
Number of pages: 9
DOI: 10.1051/forest/2009057
Effects of a spruce budworm outbreak on element export below the rooting zone: a case study for a balsam fir forest
Daniel Houle1, 2, Louis Duchesne1 and Robert Boutin31 Direction de la Recherche Forestière, Forêt Québec, Ministère des Ressources Naturelles et de la Faune du Québec, 2700, rue Einstein, Québec, Québec G1P 3W8, Canada
2 Centre Saint-Laurent, Environnement Canada, 105, rue McGill, Montréal, Québec H2Y 2E7, Canada
3 Centre de Foresterie des Laurentides, Ressources Naturelles Canada, Service Canadien des forêts, 1055, rue du P.E.P.S., C.P. 3800 Sainte-Foy, Québec G1V 4C7, Canada
Received 24 September 2008; Accepted 23 February 2009; Published online 2 October 2009
Abstract
• Spruce budworm outbreaks are among the major natural disturbances affecting the dynamics and functioning of Canadian boreal forests. However, the element losses potentially associated with spruce budworm outbreaks have not been quantified.
• We evaluated the influence of spruce budworm outbreaks on nutrient export from boreal forest soils by comparing nutrient leaching losses during a spruce budworm outbreaks episode (1981–1984) to an unperturbed period (1999–2003) in a calibrated catchment located in a balsam fir forest.
• Nutrient soil leaching losses were significantly higher during the spruce budworm outbreaks (1981–1984) for N-NO3 (30.1 fold), K (8.3 fold), N-NH4 (6.2 fold), Mg (2.7 fold) and SO4 (2.2 fold), as compared to an unperturbed period (1999–2003). When the recurrence of spruce budworm outbreaks (33 years) and a plausible average length of such events (5 years) are taken into consideration, it is estimated that in the long term, 5.6 more NO3, 1.5 more K and 1.2 more NH4 are leached from the soil profile during outbreaks.
• The important leaching losses during spruce budworm outbreaks, when added to the losses due to tree harvesting and fire (and acid deposition for K), may have considerable effects on soil fertility and ecosystem sustainability.
Résumé - Effets d'une attaque de tordeuse des bourgeons de
l'épinette sur l'exportation d'éléments au-dessous de la zone
racinaire : une étude de cas dans une forêt de sapins baumiers.
• Les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sont parmi les
principales perturbations naturelles qui affectent la dynamique et le
fonctionnement des forêts boréales canadiennes. Toutefois, les
éléments potentiellement perdus associés à une épidémie de la
tordeuse des bourgeons de l'épinette n'ont pas été
quantifiés.
• Nous avons évalué l'influence des épidémies de tordeuse des
bourgeons de l'épinette sur l'exportation des éléments nutritifs
des sols de la forêt boréale, en comparant les pertes par lessivage
des éléments nutritifs au cours d'un épisode d'épidémie de la
tordeuse des bourgeons de l'épinette (1981–1984) à une période
non perturbée (1999–2003) dans un bassin versant calibré situé
dans une forêt de sapin baumier.
• Les pertes par lessivage des éléments nutritifs du sol ont
été significativement plus élevées au cours de l'épidémie de la
tordeuse des bourgeons de l'épinette (1981–1984) pour N-NO3 (30,1
fois), K (8,3 fois), N-NH4 (6,2 fois), Mg (2,7 fois) and SO4 (2,2
fois), de N-NO3 (par rapport à une période non
perturbée (1999–2003). Quand la répétition des épidémies de
tordeuse des bourgeons de l'épinette (33 ans) et une durée moyenne
plausible de ces événements (5 ans) sont prises en
considération, il est estimé que dans le long terme, 5,6 fois plus
de NO3, 1,5 fois plus de K et 1,2 fois plus de NH4 sont
lessivés du profil du sol durant les épidémies.
• Les importantes pertes par lessivage lors des épidémies de tordeuse des
bourgeons de l'épinette, ajoutées aux pertes dues à la
récolte des arbres et au feu (et des dépôts acides pour K),
peuvent avoir des effets considérables sur la fertilité des sols et
la durabilité de l'écosystème.
Key words: boreal forest / defoliation / soil solution / leaching losses / nutrient cycles
Mots clés : forêt boréale / défoliation / solution du sol / pertes par lessivage / cycles des nutriments
Corresponding author: louis.duchesne@mrnf.gouv.qc.ca
© INRA, EDP Sciences 2009