Interactions of atmospheric deposition with a mixed hardwood and a coniferous forest canopy at the Lake Clair Watershed (Duchesnay, Quebec)


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Abstract

From 1989 to 1996, ion deposition in precipitation, throughfall, and stemflow were measured under a deciduous and a coniferous stand, located in the Lake Clair Watershed, during the growing and the dormant seasons. During the growing season, throughfall deposition under both stands was significantly depleted in H+and NH4+ compared with wet deposition, and a significant uptake of NO3 was observed under the coniferous canopy. Deposition of Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl, and SO42- was significantly higher in the throughfall than in the wet precipitation. During the growing season, the coniferous stand was more efficient in retaining nitrogen (NH4+ and NO3), while H+ was more intensively retained in the deciduous stand. Significant interactions between precipitation and forest canopies were also observed during the dormant season: throughfall depositions of Ca2+, Mg2+, K+, Na+, and Cl were significantly higher than wet precipitation under both canopies, while throughfall SO42- was significantly enriched only under the coniferous stand. Using a Na+ ratio method, foliar leaching was found mostly responsible for the throughfall enrichment on a full-year basis in both stands, with values averaging 61, 73, and 96% of the total throughfall fluxes for Ca2+, Mg2+, and K+, respectively. Under both stands, net canopy exchange (NCE) of base cations, expressed on a monthly basis, were correlated to water volume and to H+ and SO42- deposition. Multiple regression models including wet SO42- deposition and an estimate of dry S deposition, explained up to 88% (Ca2+ in the coniferous stand) of the variance in base cation NCE under both stands.RésuméDe 1989 à 1996, les dépôts des ions dans les précipitations et les pluviolessivats - écoulements de tronc ont été mesurés sous des peuplements feuillus et résineux situés dans le bassin du lac Clair, au cours des saisons de croissance et de dormance. Lors de la saison de croissance, les dépôts de H+et de NH4+ des pluviolessivats sous chacun des peuplements étaient plus faibles que les dépôt humides et une prise en charge du NO3 a été observée sous le couvert forestier résineux. Les dépôts de Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl et SO42- étaient significativement plus élevés dans les pluviolessivats que dans la précipitation humide. Le peuplement résineux était plus efficace pour retenir l'azote (NH4+ et NO3) tandis que H+ était plus intensément retenu dans le peuplement feuillu. Des interactions significatives entre les précipitations et les couverts forestiers ont été notées au cours de la saison de dormance: les dépôts de Ca2+, Mg2+, K+, Na+ et Cl dans les pluviolessivats des deux peuplements étaient significativement plus élevés que dans la précipitation humide alors que le dépôt de SO42- était significativement plus élevé seulement sous le peuplement résineux. Par le biais de la méthode du ratio de Na+, le lessivage foliaire a pu être mis en relief comme principal mécanisme responsable de l'enrichissement du pluviolessivat sur une base annuelle pour les deux sites, avec des valeurs moyennes atteignant 61, 73 et 96% du total des flux de pluviolessivage pour le Ca2+, le Mg2+ et le K+, respectivement. Sous les deux peuplements, les pertes mensuelles en cations étaient fortement corrélées au volume des précipitations et aux dépôts en H+ et SO42-. Des modèles de régression multiple comprenant les dépositions humides de SO42- et l'enrichissement en S sous le couvert (utilisé comme un estimateur des dépositions sèches de S) expliquaient jusqu'à 88% (Ca2+ dans le peuplement de conifère) de la variance de l'enrichissement en cations sous les deux couverts.

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