Leaf litter chemistry controls on decomposition of Pacific Northwest trees and woody shrubs

The effects of initial leaf litter chemistry on first-year decomposition rates were studied for 16 common Pa- cific Northwest conifers, hardwoods, and shrubs at the H.J. Andrews Experimental Forest in western Oregon. Leaf lit- ters were analyzed for C, N, P, K, Ca, Mg, proximate organic fractions (nonpolar, polar, acid-hydrolyzable extractives, acid-hydrolyzable lignin, and acid-unhydrolyzable residue, previously termed "Klason lignin"), and biochemical compo- nents (total phenolics, reactive polyphenols, water-soluble carbohydrates, water-soluble proanthocyanidins, and water- and acid-unhydrolyzable proanthocyanidins). By including measurements of reactive and residual phenolic fractions and acid-hydrolyzable lignin, these analytical methods improve upon traditional proximate leaf litter analyses. Significant differences in litter chemistries and decomposition rates were found between species. For all species combined, the 1-year decay rate (k) values had highly significant correlations (P < 0.001) with 30 out of the 36 initial chemistry variables tested in this study. The three highest correlations were with acid-unhydrolyzable proanthocyanidins, lignocellulose in- dex, and acid-unhydrolyzable residue (r = 0.83, -0.81, -0.80, respectively, with P < 0.0001 and n = 339). We found that no single litter chemistry variable was a universal predictor of the 1-year k value for each of the individual 16 spe- cies studied, though phenolic components were more frequent significant (P < 0.001) predictors of decomposition rate. Resume : L'effet des caracteristiques chimiques initiales de la litiere de feuilles sur le taux de decomposition au cours de la premiere annee a ete etudie pour 16 coniferes, feuillus et arbustes communs du Pacific Northwest a la foret expe- rimentale H.J. Andrews dans l'ouest de l'Oregon. Les litieres de feuilles ont ete analysees pour C, N, P, K, Ca, Mg, des fractions organiques (produits d'extraction non polaires, polaires et hydrolysables dans l'acide, lignine hydrolysable dans l'acide, residus non hydrolysables dans l'acide anterieurement qualifies de « lignine Klason »), et des composan- tes biochimiques (composes phenoliques totaux, polyphenols reactifs, hydrates de carbone solubles dans l'eau, proan- thocyanidines solubles dans l'eau, proanthocyanidines non hydrolysables dans l'eau et proanthocyanidines non hydrolysables dans l'acide). En incluant des mesures des fractions phenoliques, reactives et residuelles, et de la lignine hydrolysable dans l'acide, ces methodes analytiques constituent une amelioration par rapport aux analyses immediates traditionnelles de la litiere de feuilles. Il y avait des differences significatives entre les caracteristiques chimiques et les taux de decomposition de la litiere des differentes especes. Pour toutes les especes combinees, le taux de decomposi- tion pendant la premiere annee (k) etait significativement correle (P < 0,001) avec la valeur initiale de 30 des 36 varia- bles chimiques testees dans cette etude. Les trois variables les plus fortement correlees etaient les proanthocyanidines non hydrolysables dans l'acide, l'indice de lignocellulose et les residus non hydrolysables dans l'acide (r = 0,83, -0,81 et -0,80 respectivement avec P < 0,0001 et n = 339). Aucune des variables chimiques de la litiere n'etait un predicteur universel de la valeur de k pendant la premiere annee pour chacune des 16 especes etudiees bien que les composes phenoliques aient ete les predicteurs du taux de decomposition les plus souvent significatifs (P < 0,001).