Effects of local changes in active layer and soil climate on seasonal foliar nitrogen concentrations of three boreal forest shrubs

Caribou Poker Creeks Research Watershed is a boreal forest watershed in Interior Alaska that is susceptible to regional warming and permafrost thaw. We measured seasonal foliar N concentrations of the black spruce understory shrubs, Vaccinium uliginosum L., Vaccinium vitis-idaea L., and Ledum palustre L. on northand south-facing sides of the watershed. We predicted that the shrubs would respond to small-scale changes in active layer and soil climate, and we expected similar responses according to growth strategy (evergreen or deciduous). Overall, foliar N in shrubs was higher on warmer, drier soils with deep active layers: +7.9% N in V. uliginosum, +11.1% N in V. vitis-idaea, and +9.4% N in L. palustre. Each shrub had species-specific foliar N patterns that could not be categorized by growth strategy and were not well explained by soil climate or active layer. Leaf mineral nutrition is influenced by multiple processes, and foliar N was best explained by the combination of environmental variables operating at the study site. For Caribou Poker Creeks Research Watershed, we can expect increased N status of the black spruce understory along with continued climate warming, but changes cannot be predicted based on growth strategy. Résumé : Le bassin expérimental de Caribou Poker Creeks qui est situé en forêt boréale à l’intérieur de l’Alaska est sujet au réchauffement régional et au dégel du pergélisol. Nous avons mesuré les concentrations saisonnières d’azote foliaire des arbustes en sous-étage de l’épinette noire : Vaccinium uliginosum L., Vaccinium vitis-idaea L. et Ledum palustre L. sur les versants nord et sud du bassin. Nous avons prédit que les arbustes réagiraient à des changements à petite échelle dans le climat des horizons actifs et du sol et nous nous attendions à des réactions semblables chez les espèces qui ont la même stratégie de croissance, c.-à-d. à feuillage persistant ou caduc. Dans l’ensemble, les arbustes sur les sols plus chauds et plus secs avec un horizon actif profond avaient plus d’azote foliaire : +7,9 % N chez V. uliginosum, +11,1 % N chez V. vitis-idaea et +9,4 % N chez L. palustre. Chaque arbuste avait un patron d’azote foliaire spécifique qui ne pouvait pas être classé sur la base de la stratégie de croissance et qui n’était pas bien expliqué par le climat édaphique ou l’horizon actif. La nutrition minérale des feuilles est influencée par de multiples processus et le comportement d’azote foliaire était le mieux expliqué par la combinaison des variables environnementales agissant dans la station à l’étude. Dans ce bassin expérimental, nous pouvons anticiper une augmentation de l’azote dans le sous-étage de l’épinette noire avec la poursuite du réchauffement du climat mais les changements ne peuvent être prédits sur la base de la stratégie de croissance. [Traduit par la Rédaction]