Burial of downed logs from vegetation covering and its effect on wood decomposition

Abstract

As dead trees fall to the ground and becomes woody debris (WD) it gradually buries by ground vegetation growing on the forest floor. The rate of the burial process can affect the decomposition of the WD, and thereby affect the release rate of the C stored in the wood. Here, I used a large-scale field experiment on dead wood logs in northern Sweden to examine which environmental factors that had an influence in burying wood, and if this burial had an effect on the density, C and N concentration in the wood. After being decomposing for 15 years, 32% of the studied logs were buried (more than 50% of the log surface covered by ground vegetation). Environmental factors like peat depth, soil moisture, sun exposure and altitude affected the vegetation covering. Log attributes such as tree species and diameter also affected, and so did longitudinal ground contact. Buried logs with a high cover percentage were expected to be less decomposed than exposed logs, resulting in a higher basic density in the buried wood. Nevertheless, cover of log surfaces showed no significant effect on basic density in the examined logs. Instead, peat depth showed a significant effect here, resulting in higher basic density with increasing peat depth. While logs located in deep peat had a mean density loss of only 28% in 15 years, the corresponding density loss for logs in shallow peat was 47%. Both C and N concentration increased with decreasing basic density. The slow decomposition of dead logs in forests with a thick humus layer indicates that dead logs can function as a small, but long-term nutrient pool on the forest floor, and that decaying logs can retain C for a long time. Buried wood should therefore be accounted for in future carbon budgets.

Ettersom døde trær faller overende og blir liggende på skogbunnen blir de gradvis overvokst av bunnvegetasjon. Overveksthastigheten kan påvirke nedbrytingen av trevirket, og dermed hvor raskt karbonet som er lagret i trevirket slippes ut. I denne studien benyttet jeg et storskalaforsøk på døde trestammer i nord-Sverige til å undersøke hvilke miljøfaktorer som påvirker overvekst, og om denne overveksten hadde en effekt på densiteten og konsentrasjonen av karbon og nitrogen i de døde stammene. 32% av de undersøkte stammene var mer enn 50% overvokst av moser og annen bunnvegetasjon etter å ha ligget på skogbunnen i 15 år. Miljøfaktorer som torvdybde, jordfuktighet, soleksponering og høyde over havet påvirket overveksten. Treslag, diameter og markkontakt hadde også en effekt. Stammer som hadde en høy overvekstprosent var forventet å være mindre nedbrutt enn de som hadde lav overvekstprosent, noe som ville resultere i høyere basisdensitet hos de overgrodde stammene. Overvekstprosenten viste likevel ingen signifikant effekt på basisdensitet i de undersøkte stammene. Derimot viste torvdybde en signifikant effekt, der økende torvdybde ga økende basisdensitet. Stammer som hadde ligget i dyp torv hadde et gjennomsnittlig densitetstap på kun 28% i løpet av 15 år, sammenlignet med stammer liggende i grunn torv som hadde et densitetstap på 47%. Både karbon- og nitrogenkonsentrasjonen i de døde stammene økte med synkende basisdensitet. Den trege nedbrytingen av døde trestammer i skoger med tykt humuslag indikerer at døde stammer kan fungere som et lite, men langsiktig nitrogenlager på skogbunnen, og at de kan fortsette å lagre karbon over lang tid. Overvokste trestammer burde derfor regnes med som karbonlagre i framtidige karbonbudsjetter.