Influence of moisture regime and tree species composition on nitrogen cycling dynamics in hardwood forests of Mammoth Cave National Park, Kentucky, USA

Understanding how natural factors interact across the landscape to influence nitrogen (N) cycling is an impor- tant focus in temperate forests because of the great inherent variability in these forests. Site-specific attributes, including local topography, soils, and vegetation, can exert important controls on N processes and retention. Seasonal monitoring of N cycling dynamics was carried out for 2 years in deciduous forest stands that differed in soil moisture status and geologic substrate, and thus, in tree species composition to determine the effects of tree species composition, mediated by moisture and soil chemistry, on N cycling. Geologic substrate influenced soil and soil leachate chemistry but did not appear to af- fect N cycling in the upper 10 cm. Moisture status was strongly correlated with tree species composition, which was sig- nificantly related to N cycling parameters. Sugar maple was associated with high net nitrification rates and soil solution NO3 concentrations, whereas in oak stands nitrification was low and soil solution NO3 was at or near detection limits. Tree species composition in the understory suggests that sugar maple may be increasing in mesic sites and that oak regen- eration in all sites is very limited, and a shift in species composition could result in changes to N retention and export. Resume´ : Il est important de comprendre comment les facteurs naturels interagissent dans le paysage et influencent le re- cyclage de l'azote (N) dans les forets temperees etant donnela grande variabiliteinherente a ces forets. Les attributs propres achaque station, incluant la topographie, les sols et la vegetation, peuvent exercer un controle significatif sur les processus et la retention de N. Un suivi saisonnier de la dynamique du recyclage de N a eteeffectuependant 2 ans dans des peuplements de foret feuillue avec une humiditedu sol et un substrat geologique differents et, par consequent, differ- entes compositions en especes d'arbres. L'objectif consistait adeterminer les effets de la composition en especes d'arbres sur le recyclage de N, par l'intermediaire de l'humiditeet des caracteristiques chimiques du sol. Le substrat geologique in- fluencait les caracteristiques chimiques du sol et du lessivat dans le sol mais ne semblait pas affecter le recyclage de N dans les 10 premiers centimetres. Le statut hydrique etait etroitement correleavec la composition en especes d'arbres, la- quelle etait significativement reliee aux parametres du recyclage de N. L'erable a sucre etait associeeades taux nets de ni- trification et des concentrations de NO3 dans la solution du sol eleves alors que la nitrification etait faible et que la quantitede NO3 dans la solution du sol etait au seuil de detection ou le depassait apeine dans les peuplements de chenes. La composition en especes d'arbres dans le sous-bois indique que la proportion d'erable a sucre est probablement en train d'augmenter dans les stations mesiques, que la regeneration de chene est tres faible dans toutes les stations et qu'un changement dans la composition en especes pourrait entraoˆner des changements dans la retention et l'exportation de N. (Traduit par la Redaction)