Fine-root decomposition and N dynamics in coniferous forests of the Pacific Northwest, U.S.A.

We examined the effects of species, initial substrate quality, and site differences (including temperature, pre - cipitation, and soil N availability) on fine-root (<2 mm diameter) decomposition in litter bags and its N dynamics in Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong) Carriere), Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco), and ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex P. & C. Laws.) forests in Oregon, U.S.A. Species significantly influenced fine-root mass loss during the first 2 years of decomposition. Over the same period, site differences had little impact on decom - position of fine roots. The percentage of initial mass remaining of decomposing fine roots fitted a single-exponential model. The decomposition rate constant (k) for all 15 species examined ranged from 0.172 year -1 for Engelmann spruce (Picea engelmanni Parry ex Engelm.) to 0.386 year -1 for Oregon ash (Fraxinus latifolia Benth.). Initial C qual- ity indices (e.g., cellulose concentration, lignin concentration) of fine roots were correlated with fine-root decomposi - tion rates. In contrast, initial N concentration and soil N availability were not correlated with fine-root decomposition rates. The rate of N released from decomposing roots was positively correlated with the initial N concentration of the fine roots. The data suggest that decomposing fine roots could release at least 20 kg N/ha annually in mature Douglas- fir forests of the Pacific Northwest. Resume : Nous avons etudie les effets dus a l'espece, a la qualite initiale du substrat et aux differences entre les sites (incluant la temperature, la precipitation et la disponibilite de N dans le sol) sur la decomposition des racines fines (<2 mm de diametre) en sacs de litiere et la dynamique de N dans des forets d'epinette de Sitka (Picea sitchensis (Bong.) Carriere), de douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) et de pin ponderosa (Pinus ponderosa Dougl. ex P. & C. Laws.) en Oregon, aux Etats-Unis. L'espece influence significativement la perte de masse des raci- nes fines pendant les deux premieres annees de decomposition. Pendant la meme periode, les differences entre les sites ont eu peu d'impact sur la decomposition des racines fines. Ce qui restait de la masse initiale suite a la decomposition des racines fines suit une courbe exponentielle unique. La constante du taux de decomposition (k) pour l'ensemble des 15 especes etudiees varie de 0,172 an -1 pour l'epinette d'Engelmann (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) a 0,386 an -1 pour le frene de l'Oregon (Fraxinus latifolia Benth.). Les indices de qualite du C initial (p. ex., concentration de cellu- lose et de lignine) des racines fines sont correles aux taux de decomposition des racines fines. Au contraire, la concen- tration initiale de N et la disponibilite de N dans le sol ne sont pas correlees aux taux de decomposition des racines fines. Le taux de liberation de N provenant de la decomposition des racines fines est positivement correle a la concen - tration initiale de N dans les racines fines. Les donnees indiquent que la decomposition des racines fines pourrait libe - rer au moins 20 kg N/ha annuellement dans les forets matures de douglas de Menzies dans la region du Pacifique Nord-Ouest. (Traduit par la Redaction) Chen et al. 331