Ecosystem carbon stocks in Pinus palustris forests

Lisa J. Samuelson, Tom A. Stokes, John R. Butnor, Kurt H. Johnsen, Carlos A. Gonzalez-Benecke, Pete Anderson, Jason Jackson, Lorenzo Ferrari, Tim A. Martin, Wendell P. Cropper
2014 Canadian Journal of Forest Research  
Longleaf pine (Pinus palustris Mill.) restoration in the southeastern United States offers opportunities for carbon (C) sequestration. Ecosystem C stocks are not well understood in longleaf pine forests, which are typically of low density and maintained by prescribed fire. The objectives of this research were to develop allometric equations for above-and below-ground biomass and quantify ecosystem C stocks in five longleaf pine forests ranging in age from 5 to 87 years and in basal area from
more » ... basal area from 0.4 to 22.6 m 2 ·ha −1 . Live aboveground C (woody plant + ground cover) and live root C (longleaf pine below stump + plot level coarse roots + plot level fine roots) ranged from 1.4 and 2.9 Mg C·ha −1 , respectively, in the 5-year-old stand to 78.4 and 19.2 Mg C·ha −1 , respectively, in the 87-year-old stand. Total ecosystem C (live plant + dead organic matter + mineral soil) values were 71. 6, 110.1, 124.6, 141.4, and 185.4 Mg C·ha −1 in the 5-, 12-, 21-, 64-, and 87-year-old stands, respectively, and dominated by tree C and soil C. In the 5-year-old stand, ground cover C and residual taproot C were significant C stocks. This unique, in-depth assessment of aboveand below-ground C across a series of longleaf pine stands will improve estimates of C in longleaf pine ecosystems and contribute to development of general biomass models that account for variation in climate, site, and management history in an important but understudied ecosystem. Résumé : La restauration du pin des marais (Pinus palustris Mill.) dans le sud-est des États-Unis offre une opportunité de stocker du carbone (C). Les stocks de C de l'écosystème ne sont pas bien connus dans les forêts de pin des marais qui ont typiquement une faible densité et se maintiennent grâce au brûlage dirigée. Les objectifs de ces travaux de recherche consistaient à élaborer des équations allométriques pour la biomasse aérienne et souterraine et à quantifier les stocks de C de l'écosystème dans cinq forêts de pin des marais dont l'âge allait de 5 à 87 ans et dont la surface terrière variait de 0,4 à 22,6 m 2 ·ha -1 . Le C aérien vert (plantes ligneuses + couverture végétale) et le C des racines vivantes (souches de pin des marais + grosses racines et racines fines présentes dans les placettes) variaient respectivement de 1,4 et 2,9 Mg C·ha -1 dans le peuplement âgé de 5 ans à 78,4 et 19,2 Mg C·ha -1 dans le peuplement âgé de 87 ans. Le C total de l'écosystème (plantes vivantes + matière organique morte + sol minéral) atteignait respectivement 71,6, 110,1, 124,6, 141,4 et 185,4 Mg C·ha -1 dans les peuplements âgés de 5, 12, 21, 64 et 87 ans et était dominé par le C des arbres et du sol. Dans le peuplement âgé de 5 ans, le C contenu dans la couverture végétale et les racines pivotantes résiduelles constituait un stock important de C. Cette évaluation unique et approfondie du C aérien et souterrain dans une série de peuplements de pin des marais améliorera les estimations du C dans les écosystèmes dominés par cette essence et contribuera au développement de modèles généraux de biomasse qui tiennent compte de la variation dans le climat, la station et l'historique d'aménagement dans un écosystème important mais peu étudié. [Traduit par la Rédaction] Note: With the exception of Taproot2, the regressions were of the form ln(biomass) = CF + ␤ 0 + ␤ 1 ln(DBH 2 × H), where CF is a correction factor and ␤ 0 and ␤ 1 are estimated parameters. Groundline diameter (GLD) was used in regressions for the 5-year-old stand. Mass was measured in kilograms per tree; diameter at breast height (DBH) and GLD were measured in centimetres and height (H) was measured in metres. AG, aboveground biomass. *Below-stump is taproot mass plus lateral coarse root (≥5 mm diameter) mass within the excavation pit area. † Lateral roots are roots ≥5 mm in diameter in the excavation pit area and not including taproots. ‡ Taproot regression of the form ln(biomass) = CF + ␤ 0 + ␤ 1 ln(GLD). 482 Can.
doi:10.1139/cjfr-2013-0446 fatcat:hjlurrvogzgnzlb56fszc2n2mu