Partitioning heterotrophic and rhizospheric soil respiration in a mature Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) forest


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Abstract

Total belowground respiration (Rs) was partitioned into heterotrophic (Rh) and rhizospheric (Rr) respiration to determine the amount of CO2 originating from each component in a coastal Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) forest. Rh was measured within cylinders from which roots, hyphae, and associated rhizosphere organisms were excluded by a 0.5 μm nylon mesh and installed 50 cm into the soil. Rs was 12 Mg C·ha−1·year−1 and ranged from 0.71 to 6.57 g C·m−2·day−1 during the 15 month experiment. Rh was 7.8 Mg C·ha−1·year−1, which contributed 65% of Rs, mostly between May and August. Rr was 4.2 Mg C·ha−1·year−1 (35% of Rs) and peaked in spring and fall. Soil temperature described the variability in Rs (p = 0.0004) better than soil moisture (p = 0.6156) and Rh was more closely related to temperature than was Rr. Values of Q10 were 1.7 for Rs and 2.2 for Rh. We also assessed three potential sources of error associated with this root-exclusion technique: respiration from decaying severed roots, stimulated respiration as a result of cylinder installation, and lateral diffusion of CO2 into cylinders. None of these artifacts were found to be significant sources of error in this experiment.RésuméLa respiration totale dans le sol (Rs) a été divisée en respiration hétérotrophe (Rh) et respiration de la rhizosphère (Rr) pour déterminer la quantité de CO2 provenant de chaque composante dans une forêt côtière de douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco). La valeur de Rh a été mesurée à l'intérieur de cylindres dans lesquels les racines, les hyphes et les autres organismes de la rhizosphère ne pouvaient pénétrer grâce à un filet de nylon à mailles de 0,5 μm. Ces cylindres étaient installés à 50 cm dans le sol. La valeur de Rs était de 12 Mg C·ha−1·an−1 et a varié de 0,71 à 6,57 g C·m2·jour−1 pendant l'expérience d'une durée de 15 mois. La valeur de Rh était de 7,8 Mg C·ha−1·an−1, ce qui représentait 65% de Rs, surtout entre les mois de mai et août. La valeur de Rr était de 4,2 Mg C·ha−1·an−1 (35% de Rs) et culminait au printemps et à l'automne. La température du sol expliquait la variabilité de Rs (p = 0,0004) mieux que l'humidité du sol (p = 0,6156) et Rh était plus étroitement relié à la température que Rr. Les valeurs de Q10 étaient de 1,7 pour Rs et de 2,2 pour Rh. Nous avons également évalué trois sources potentielles d'erreurs associées à cette technique d'exclusion des racines:la respiration provenant des racines coupées en décomposition, la stimulation de la respiration provoquée par l'installation du cylindre et la diffusion latérale de CO2 dans les cylindres. Aucun de ces artéfacts n'était une source importante d'erreur dans cette expérience.

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