Does thinning affect litterfall, litter decomposition, and associated nutrient release in Acacia mangium stands of Kerala in peninsular India?

摘要

Litter plays a vital role in the nutrient cycling of plantations and agroforests. Silvicultural interventions can alter litter production and decay rates, thereby varying nutrient fluxes. We evaluated the effect of various thinning densities on litter dynamics of 9-year-old Acacia mangium Willd. stands. To quantify litterfall, we placed traps at four random grid points in 24 plots in which none, one-third, one-half, or two-thirds of stems had been removed. In each plot, 48 litterbags were also placed to evaluate litter decay. Annual litterfall ranged from 5.73 (two-thirds thinning) to 11.18Mg·ha−1 (unthinned) and showed a significant linear relationship to basal area (p< 0.0001). Nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) concentrations were highest during the wet season, when litterfall production was low, implying an inverse relationship between litterfall quality and quantity. The highest annual N, P, and K additions (82.9, 3.3, and 71.9kg·ha−1, respectively) occurred in the unthinned stands. High thinning intensities resulted in accelerated decay rates, which we attribute to changes in microenvironment. Soil N concentrations were highest in the one-half thinning treatment, followed by the two-thirds treatment, signifying a trade-off between litterfall production and decay. The highest soil organic C concentrations were in the unthinned stands, reflecting the potential of high stand densities for promoting C sequestration.La litière joue un rôle vital dans le recyclage des nutriments dans les plantations et les systèmes agroforestiers. Les interventions sylvicoles peuvent modifier la production de litière et le taux de décomposition, faisant ainsi varier les flux de nutriments. Nous avons évalué les effets d'une éclaircie à densité variable sur la dynamique de la litière de peuplements d'Acacia mangium Willd. âgés de neuf ans. Pour quantifier la chute de litière, nous avons placé des trappes à quatre points de grille déterminés aléatoirement dans chacune des 24 parcelles correspondant à des prélèvements de 0, 1/3, 1/2 et 2/3 des tiges. Dans chaque parcelle, 48 sacs à litière ont aussi été installés pour évaluer la décomposition de la litière. La chute de litière variait de 5,73 (prélèvement de 2/3 des tiges) à 11,18 Mg·ha-1 (témoin) et formait une relation linéaire significative avec la surface terrière (p < 0,0001). Les plus fortes concentrations en N, P et K ont été observées pendant la saison humide, lorsque la production de litière était faible, ce qui suggère qu'il y a une relation inverse entre la qualité et la quantité de litière. Les plus fortes additions annuelles en N, P et K, soit respectivement 82,9, 3,3 et 71,9 kg·ha-1, ont été mesurées dans les peuplements témoins. Les fortes intensités d'éclaircie ont accéléré le taux de décomposition, ce que nous attribuons à de plus grands changements micro-environnementaux. La plus forte concentration en N dans le sol a été observée dans l'éclaircie ayant prélevé 1/2 des tiges, suivie de l'éclaircie ayant prélevé 2/3 des tiges, ce qui signifie qu'il y a un compromis entre la production et la décomposition de litière. Les plus fortes concentrations de C organique dans le sol ont été mesurées dans les peuplements non éclaircis, ce qui reflète les possibilités des peuplements à forte densité de favoriser la séquestration du carbone.