Original article

Litterfall and litter chemistry change over time in an old-growth temperate forest, northeastern China

La chute de litière et la chimie de la litière changent au fil du temps dans une vieille forêt tempérée du Nord-Est de la Chine

¹ Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, 72 Wenhua Road, Shenyang 110016, P.R. China
² Graduate College of Chinese Academy of Sciences, 19 Yuquan Road, Beijing 100049, P.R. China
³ College of Light Industry and Food Sciences, South China University of Technology, 381 Wushan Road, Tianhe District, Guangzhou, 510641 P.R. China

^* Corresponding author: hansj@iae.ac.cn

Received: 10 February 2009
Accepted: 11 August 2009

Abstract

• Litterfall and litter chemistry are key factors for the assessment of forest floor properties. A long-term study on litterfall, litter chemistry and forest basal areas was carried out in an old-growth temperate forest, northeastern China.

• The objective of this study was to test whether forest floor properties in the old-growth forest remain relatively constant.

• Litterfall increased significantly over the past 27 y but litterfall of various litter components showed different temporal trends. Changes in proportions of various litter components, combined with the inherent chemistry differences among them, made litter carbon (C): nitrogen (N) and lignin:N ratios increase at an average rate of 0.19 and 0.16 per year, respectively, suggesting a decreasing trend in the forest floor C and N cycling rates. Changes in dominant tree species biomass significantly affected their corresponding foliar litter production and proportions in the total litterfall and therefore played a dominant role in regulating the developing trends of litter chemistry and quantity in this forest floor.

• Our study indicated that forest floor properties in the old-growth forest still showed a directional change and this was mainly caused by the intrinsic changes rather than yearly climatic fluctuation.

Résumé

• Les chutes de litière et la chimie des litières sont des facteurs clés pour l’évaluation des propriétés de la couverture des sols forestiers. Une étude à long terme sur la chute des litières, la chimie des litières et les surfaces terrières a été effectuée dans une vieille forêt tempérée du nord-est de la Chine.

• L’objectif de cette étude était de vérifier si les propriétés de la couverture du sol forestier dans la vieille forêt demeuraient relativement constantes.

• Les chutes de litière ont augmenté sensiblement au cours des 27 dernières années, mais les différentes composantes ont montré différents trends. Des changements dans les proportions de divers composants de la litière, associés à des différences de chimie entre eux, ont fait que les rapports carbone de litière (C) : azote (N) et lignine : N ont respectivement augmenté d’un taux moyen de 0,19 et 0,16 par an, ce qui suggère une tendance à la baisse dans le tapis forestier des taux des cycle de carbone et d’azote. Des changements, dans la biomasse des arbres des essences dominantes, ont considérablement affecté leur production de litière feuillue correspondante et les proportions dans la litière totale et ont donc joué un rôle dominant dans la régulation du développement des tendances de la chimie de la litière et de la quantité de litière dans ce tapis forestier.

• Notre étude a montré que les propriétés de la couverture du sol forestier dans la vieille forêt, ont encore montré un changement directionnel, ce qui a été principalement causé par des changements intrinsèques plutôt que par les fluctuations annuelles du climat.