Influence of Colophospermum mopane canopy cover on litter decomposition and nutrient dynamics in a semi-arid African savannah

摘要

AbstractThe objective of this study was to investigate the influence of mopane canopy cover on litter decomposition in a semi-arid African savannah. We used a randomized block design with five blocks of 100 x 100 m demarcated in a 10-ha pocket of open mopane woodland. Litterbags were placed beneath large (8.3 m crown diameter) and small mopane trees (2.7 m crown diameter) and in the intercanopy area. Decomposition was fastest in the intercanopy area exposed to solar radiation (k = 0.35 year-1), intermediate beneath small trees (k = 0.28 year-1) and slowest beneath large trees (k = 0.23 year-1). Soil temperatures beneath small and large trees were 3-5 and 6-9C lower than in the intercanopy area, respectively. Bacterial and fungal counts were significantly higher (P < 0.05) beneath large than small trees and in the intercanopy area. The amount of N and P released did not vary significantly among sampling sites. Soil moisture in the dry season was similar among sampling sites but rainy-season soil moisture was significantly greater (P < 0.05) beneath large than small trees and in the intecanopy area. Mopane canopy cover retarded litter decomposition suggesting that photodegradation could be an important factor controlling carbon turnover in semi-arid African savannahs. ResumeLe but de cette etude etait de rechercher l'influence de la couverture d'une canopee de mopane sur la decomposition de la litiere dans une savane africaine semi-aride. Nous avons utilise un schema randomise par bloc, avec cinq blocs de 100 x 100 m delimites dans un ilot de 10 ha de foret a mopane ouverte. On a place des sacs a litiere sous des grands arbres (couronne de 8.3 m de diametre) et des petits (couronne de 2.7 m de diametre) arbres mopane et dans la surface entre les canopees. La decomposition etait plus rapide dans la surface inter-canopee exposee aux rayons du soleil (k = 0.35 annum-1), intermediaire sous les petits arbres (k = 0.28 annum-1) et plus lente sous les grands arbres (k = 0.23 annum-1). La temperature du sol sous les petits et les grands arbres etait respectivement de 3-5C et de 6-9C plus basse que dans la zone inter-canopee. Les comptages de bacteries et de champignons montrent qu'ils sont significativement (P < 0.05) plus nombreux sous les grands arbres que sous les petits et dans l'espace inter-canopee. La quantite de N et de P liberes ne variait pas significativement entre les sites echantillons. L'humidite du sol etait comparable entre les differents sites durant la saison seche, mais en saison des pluies, elle etait significativement (P < 0.05) plus elevee sous les grands arbres que sous les petits et dans l'espace inter-canopee. La couverture de la canopee des mopane retardait la decomposition de la litiere, ce qui laisse penser que la photo-degradation pourrait etre un facteur important du controle du cycle carbone dans les savanes semi-arides d'Afrique.