Effects of organic matter removal and soil compaction on fifth-year mineral soil carbon and nitrogen contents for sites across the United States and Canada1

This study describes the main treatment effects of organic matter removal and compaction and a split-plot effect of competition control on mineral soil carbon (C) and nitrogen (N) pools. Treatment effects on soil C and N pools are discussed for 19 sites across five locations (British Columbia, Northern Rocky Mountains, Pacific Southwest, and Atlantic and Gulf coasts) that are part of the Long-Term Soil Productivity (LTSP) network and were established over 5 years ago. The sites cover a broad range of soil types, climatic conditions, and tree species. Most sites showed increased soil C and N levels 5 years after study establishment; however, the rate and magnitude of the changes varied between sites. Organic matter removal, compaction, or competition control did not significantly affect soil C and N contents at any site, except for the Northern Rocky Mountain site, where competition control significantly affected soil C and N contents. The observation that, after 5 years, the soil C and N contents were not negatively affected by even the extreme treatments demonstrates the high resiliency of the soil, at least in the short term, to forest management perturbations. Résumé : Cette étude décrit les effets de l’enlèvement de la matière organique et de la compaction du sol en parcelles principales ainsi que les effets du contrôle de la compétition en sous-parcelles sur les pools de carbone et d’azote dans le sol minéral. Les effets des traitements sur les pools de carbone et d’azote sont discutés pour 19 stations réparties dans cinq endroits (la Colombie-Britannique, les Rocheuses septentrionales, le Pacific Southwest, la côte de l’Atlantique et la côte du golfe du Mexique) qui font partie du réseau de productivité des sols à long terme et qui ont été établies il y a plus de 5 ans. Les stations couvraient une large gamme de types de sol, de conditions climatiques et d’espèces d’arbre. Les niveaux de carbone et d’azote dans le sol avaient augmenté dans la plupart des stations 5 ans après l’établissement de l’étude. Cependant, le taux et l’ampleur des changements variaient d’une station à l’autre. L’enlèvement de la matière organique, la compaction du sol ou le contrôle de la compétition n’ont pas significativement affecté le contenu en carbone et en azote du sol dans aucune des stations à l’exception de la station des Rocheuses septentrionales où le contrôle de la compétition a significativement affecté le contenu en carbone et en azote du sol. Le fait que le contenu en carbone et en azote du sol n’ait pas été affecté après 5 ans, même par les traitements extrêmes, démontre que le sol est hautement résilient, au moins à court terme, face aux perturbations causées par l’aménagement forestier. [Traduit par la Rédaction] Sanchez et al. 576 Can. J. For. Res. 36: 565–576 (2006) doi:10.1139/X05-259 © 2006 NRC Canada 565 Received 14 March 2005. Accepted 22 October 2005. Published on the NRC Research Press Web site at http://cjfr.nrc.ca on 9 March 2006. F.G. Sanchez.2 USDA Forest Service, Southern Research Station, P.O. Box 12254, Research Triangle Park, NC 27709, USA. A.E. Tiarks.3 USDA Forest Service, Southern Research Station, Alexandria Forestry Center, 2500 Shreveport Highway, Pineville, LA 71360, USA. J.M. Kranabetter. British Columbia Ministry of Forests, Bag 6000, Smithers, BC V0J 2N0, Canada. D.S. Page-Dumroese. USDA Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Moscow Forestry Sciences Laboratory, 1221 South Main Street, Moscow, ID 83843, USA. R.F. Powers. USDA Forest Service, Pacific Southwest Research Station, 3644 Avtech Parkway, Redding, CA 96001, USA. P.T. Sanborn. University of Northern British Columbia, 3333 University Way, Prince George, BC V2N 4Z9, Canada. W.K. Chapman. British Columbia Ministry of Forests, Southern Interior Forest Region, Williams Lake, BC V2G 4T1, Canada. 1This article is one of a selection of papers published in the Special Issue on Long-Term Soil Productivity. 2Corresponding author (e-mail: [email protected]). 3Retired.