Effect of tree species on carbon stocks in forest floor and mineral soil and implications for soil carbon inventories

Schulp, Catharina J.E.; Nabuurs, G.J.; Verburg, Peter H.; Waal, R.W. de

doi:10.1016/j.foreco.2008.05.007

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“…The higher soil OC in the Cinnamomum stand compared to Pinus is likely connected with the litter decomposition rate, as the needle leaves of Pinus accumulated on the forest floor with a lower composition rate. The higher litter input may not necessarily increase the soil carbon content (Fontaine et al, 2004), although many previous studies have also shown larger carbon stocks under coniferous species than broad-leaved species (Kasel and Bennett, 2007;Schulp et al, 2008;Wang et al, 2013). With increasing stand age, the gap in soil OC stock between the Cinnamomum and Pinus stands became more pronounced in all soil profiles investigated.…”

Section: Soil Organic Carbon and Nitrogen Stocksmentioning

confidence: 74%

Accumulation of soil organic C and N in planted forests fostered by tree species mixture

2017

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Abstract. With the increasing trend of converting monocultures into mixed forests, more and more studies have been carried out to investigate the admixing effects on tree growth and aboveground carbon storage. However, few studies have considered the impact of mixed forests on belowground carbon sequestration, particularly changes in soil carbon and nitrogen stocks as a forest grows. In this study, paired pure Pinus massoniana plantations, Cinnamomum camphora plantations and mixed Pinus massoniana-Cinnamomum camphora plantations at ages of 10, 24 and 45 years were selected to test whether the mixed plantations sequestrate more organic carbon (OC) and nitrogen (N) in soils and whether this admixing effect becomes more pronounced with stand ages. The results showed that tree species identification, composition and stand age significantly affected soil OC and N stocks. The soil OC and N stocks were the highest in mixed Pinus-Cinnamomum stands compared to those in counterpart monocultures with the same age in the whole soil profile or specific soil depth layers (0-10, 10-20 and 20-30 cm) for most cases, followed by Cinnamomum stands and Pinus stands with the lowest. These positive admixing effects were mostly nonadditive. Along the chronosequence, the soil OC stock peaked in the 24-year-old stand and was maintained as relatively stable thereafter. The admixing effects were also the highest at this stage. However, in the topsoil layer, the admixing effects increased with stand ages in terms of soil OC stocks. When comparing mixed Pinus-Cinnamomum plantations with corresponding monocultures within the same age, the soil N stock in mixed stands was 8.30, 11.17 and 31.45 % higher than the predicted mean value estimated from counterpart pure species plantations in 10-, 24-and 45-year-old stands, respectively. This suggests that these admixing effects were more pronounced along the chronosequence.

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Section: Soil Organic Carbon and Nitrogen Stocksmentioning

confidence: 74%

Accumulation of soil organic C and N in planted forests fostered by tree species mixture

2017

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“…Soil organic C (SOC) storage in forest ecosystems was reported to be closely related to tree species identities (e.g. Ladegaard-Pedersen et al, 2005;Russell et al, 2007;Schulp et al, 2008). Even species within a functional group can differ in their short-term effects on SOC (Fisher, 1995;Russell et al, 2004).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Soil organic carbon stocks and CO2 effluxes of native and exotic pine plantations in subtropical China

Wang

et al. 2015

CATENA

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The selection of tree species is critical for soil organic carbon (SOC) stock and dynamics under afforestation. Exotic tree species were widely introduced and have been considered as a form of human-induced global change. However, how exotic tree species, as compared with native ones, affect SOC storage and soil respiration (R s ) has not been sufficiently investigated. Here we studied this issue in an even-aged (22 years) plantation composed by native Masson pine (Pinus massoniana Lamb.) (MP) and exotic slash pine (Pinus elliottii Engelm.) (SP) in subtropical China. A trenching method was used to partition R s into heterotrophic (R h ) and autotrophic respiration (R a ). R s and R h were measured approximately biweekly during August 2007 to December 2009. Our results showed that seasonal patterns of R s and R h in both pine forests were mainly affected by soil temperature and moisture (R 2 = 0.56-0.78, P b 0.001). There was no difference in SOC stock (forest floor + mineral soil of 0-40 cm), R h and turnover rate (R h /SOC stock) between MP and SP forests. However, annual R s , R a and R a /R s of MP were significantly 24%, 119% and 74% higher than those of SP, respectively. In contrast, even though MP and SP had similar fine and coarse root biomass, MP had significant higher ratios of R a /fine root biomass and R a /coarse root biomass than SP, suggesting a higher respiration rate in native pine species on a root biomass basis. We concluded that the exotic SP, as compared with indigenous MP, did not alter SOC stock, R h and turnover rate but depressed R a and R s . Therefore, both pine species were recommended in case of reforestation in terms of SOC sequestration.

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“…1), si osserva che i valori di SOC nei siti con copertura di latifoglie (C1, C2, C3, C4) e nel prato da sfalcio (C6) presentano valori di SOC simili e decisamente inferiori al valore di SOC riscontrato nella pecceta (C5). Tali valori, in accordo con diversi studi (Faggian et al, 2012;Garlato et al, 2009;Schulp et al, 2008) dimostrano che la presenza della lettiera, soprattutto se spessa e difficilmente degradabile come quella derivante da aghifoglie, è un fattore chiave per l'immagazzinamento del carbonio. Confrontando gli scenari reali ( Fig.…”

Section: Stock DI Carboniounclassified

“…In accordo con Batjes (1996), i suoli rappresentano uno dei principali sink su scala globale, infatti, l'ammontare di carbonio organico da loro sequestrato è maggiore rispetto allo stock immagazzinato complessivamente nella biosfera (610 Pg C) e nell'atmosfera (750 Pg C), totalizzando circa 1500 Pg C. I suoli forestali risultano particolarmente ricchi di materia organica se confrontati con i suoli agricoli e rappresentano per questo motivo una pedina fondamentale nel sequestro del CO 2 atmosferico. Infatti, secondo recenti studi (Galbraith et al., 2003;Schulp et al, 2008), negli orizzonti organici di superficie (humus) può essere stoccato tra il 10 e il 30% del carbonio totale immagazzinato nel suolo. La stima dello stock di carbonio è uno strumento fondamentale per valutare, in termini quantitativi, le capacità di immagazzinamento di questa porzione di suolo, in relazione anche alle forme di humus e alla tipologia di soprasuolo.…”

unclassified

Carbon stock evaluation from topsoil of forest stands in Friuli V.G. (NE Italy)

Papais¹,

Gallo

Bini

2015

Atti Del Secondo Congresso Internazionale Di Selvicoltura = Proceedings of the Second International Congress of Silviculture

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Le emissioni di gas prodotte dalle attività antropiche, in particolare CO 2 , sono concause del riscaldamento climatico. I suoli rappresentano uno dei principali serbatoi di carbonio su scala globale, e giocano un ruolo fondamentale nel ciclo del carbonio, il quale è uno dei processi chiave che regolano i cambiamenti climatici. I suoli forestali sono particolarmente ricchi di materia organica se confrontati con i suoli agricoli, e rappresentano un fondamentale serbatoio per il sequestro della CO 2 atmosferica. In questo studio sono stati valutati gli stock di carbonio nella parte superficiale di suolo (episolum umifero) sotto diverse coperture forestali nel NE Italia. I profili di suolo sono stati esaminati al fine di classificarne le forme di humus, e sono stati prelevati dei campioni di topsoil per le analisi chimico-fisiche. I valori di carbonio organico totale, ottenuti in laboratorio, sono stati utilizzati per stimare gli stock di carbonio delle stazioni esaminate. I boschi di latifoglie e il prato da sfalcio mostrano le forme di humus più attive (Amphimus e Mull) e gli stock di carbonio inferiori, viceversa, la pecceta presenta la forma di humus meno attiva (Moder) e il valore di carbon stock più elevato, evidenziando così una netta correlazione tra coperture vegetali, forme di humus e stock di carbonio.Parole chiave: forme di humus, coperture forestali, SOC, pedofunzioni, stock di carbonio. Keywords: humus forms, forest stands, SOC, pedotransfer functions, carbon stock.http://dx.doi.org/10.4129/2cis-ep-va IntroduzioneConsiderata la crescente domanda energetica, in particolare da parte dei paesi emergenti, appare inverosimile una riduzione delle emissioni di CO 2 nel futuro prossimo. Per perseguire l'obiettivo di ridurre tali emissioni, anche in ottemperanza degli obblighi previsti dal protocollo di Kyoto, è necessario perciò agire sui serbatoi di carbonio presenti nel pianeta. In accordo con Batjes (1996), i suoli rappresentano uno dei principali sink su scala globale, infatti, l'ammontare di carbonio organico da loro sequestrato è maggiore rispetto allo stock immagazzinato complessivamente nella biosfera (610 Pg C) e nell'atmosfera (750 Pg C), totalizzando circa 1500 Pg C. I suoli forestali risultano particolarmente ricchi di materia organica se confrontati con i suoli agricoli e rappresentano per questo motivo una pedina fondamentale nel sequestro del CO 2 atmosferico. Infatti, secondo recenti studi (Galbraith et al., 2003;Schulp et al., 2008), negli orizzonti organici di superficie (humus) può essere stoccato tra il 10 e il 30% del carbonio totale immagazzinato nel suolo. La stima dello stock di carbonio è uno strumento fondamentale per valutare, in termini quantitativi, le capacità di immagazzinamento di questa porzione di suolo, in relazione anche alle forme di humus e alla tipologia di soprasuolo. L'obiettivo di questo lavoro è quantificare il contenuto in carbonio organico nell'episolum umifero di sei stazioni prealpine del Friuli Venezia Giulia (NE Italia), caratterizzate da differenti coperture ...

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Effect of tree species on carbon stocks in forest floor and mineral soil and implications for soil carbon inventories

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Accumulation of soil organic C and N in planted forests fostered by tree species mixture

Accumulation of soil organic C and N in planted forests fostered by tree species mixture

Soil organic carbon stocks and CO2 effluxes of native and exotic pine plantations in subtropical China

Carbon stock evaluation from topsoil of forest stands in Friuli V.G. (NE Italy)

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