Temel SARIYILDIZ

Litter decomposition Picea orientalis,Pinus sylvestris and Castanea sativa trees grown in Artvin in relation to their initial litter quality variables

Bu çalışmada, Artvin'de yetişen ladin (Picea orientalis), sarıçam (Pinus sylvestris) ve kestane (Castanea sativa) yapraklarının kimyasal bileşimlerinin ayrışma oranları üzerine olan etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, ilk önce orman yüzeyine düşmüş olan o yıla ait yapraklar araziye gidilerek toplanmış ve içerdikleri toplam karbon, azot, lignin, selüloz and hemiselüloz miktarları belirlenmiştir. Daha sonra yaprakların ayrışma oranlarını belirlemek için her bir türden belli miktardaki yaprak örnekleri daha önceden hazırlanmış naylondan paketler içine (20 x 20 cm genişliğinde ve l mm2 den az ağ gözüne sahip) yerleştirilerek tekrar araziye konulmuştur. İki yıllık süre içinde her altı ayda bir olmak üzere her bir tür için beşer tane örnek araziden alınarak ayrışma oranları belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, yapılan her örnekleme zamanında (6., 12., 18. ve 24. aylar sonunda) bu üç ayrışma oranları arasında önemli derecede farklılıklar olduğu görülmüştür. İik altı ay sonundaki ayrışma yüzdesi, ladin için % 8.87, sarıçam için % 16.4 ve kestane için % 25.9 olarak bulunmuştur. Bundan sonraki örneklemelerde de kestanenin daha hızlı bir kütle kaybı gösterdiği bunu sarıçamın ve ladinin izlediği görülmüştür. Yirmi dördüncü ayın sonundaki ayrışma yüzdesi ladin için % 35.9, sarıçam için % 51.1 ve kestane için % 64.5 olarak bulunmuştur. Bu türlerin yapraklarının içerdiği kimyasal bileşimler ile ayrışma oranları arasındaki korelasyonlara bakıldığında, bu üç türün içerdikleri lignin miktarlarının ($r^2$ = 0.97) onların kütle kayıplarını etkileyen en önemli kimyasal bileşim olduğu bulunmuştur. Bu türlerin kimyasal bileşimleri ve ayrışma oranlarındaki farklılıklar bu türlerden oluşan saf yada karışık orman ekosistemlerindeki besin döngüsü süreçlerininde birbirinden farklı olacağını ve bu ortamda gelişen türlerin besin elementlerinden yararlanmasını önemli derecede etkileyebileceğini göstermektedir.

Artvin'de yetişen Picea orientalis, Pinus sylvestris ve Castanea sativa türlerinin yapraklarının ayrışmasında kimyasal bileşimlerinin etksi

The aim of the present study was to determine the effects of the litter chemistry of spruce (Picea orientalis), pine (Pinus sylvestris) and chestnut (Castanea sativa) grown in the Artvin region on their decomposition rates. Freshly fallen litters from these species were analysed for total carbon, nitrogen, lignin, cellulose and hemicellulose. The litterbag technique was used to determine their mass loss in the field for 2 years. At intervals of 6, 12, 18 and 24 months, 5 litterbags of each species were collected and returned to the laboratory and then analysed for their mass losses. The results showed that differences in mass losses for the 3 tree species were significant for all sampling intervals. Final mean mass losses were 35.9% for spruce, 51.1% for pine and 64.5% for chestnut (increments of 27.0%, 34.7% and 38.6% compared to the initial mass losses at 6 months respectively). Initial lignin concentration was the best predictor ($r^2$ = 0.97) for mass losses from litter species, indicating the relative importance of the initial lignin concentration of these 3 species in affecting their decomposition rates and hence the nutrient cycling process in this forest ecosystem.

PDF

___

Aber, J.D. and J.M. Melillo. 1991. Terrestrial Ecosystems. Saunders College Publishing, Orlando, Florida.
Aber, J.D., J.M. Melillo and C.A. McClaugherty. 1990. Predicting long term patterns of mass loss, nitrogen dynamics and soil organic matter formation from fine litter chemistry in temperate forest ecosystems. Can. J. Bot. 68: 2201-2208.
Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Microbiology. 2nd ed. John Wiley and Sons, New York.
Allen, S.E. 1989. Chemical Analysis of Ecological Materials. Blackwell Scientific Publications, Oxford.
Anderson, J.M. 1973. The breakdown and decomposition of sweet chestnut (Castenea sativa Mill) and beech (Fagus sylvatica L.) leaf litter in two deciduous woodland soils. 11. Changes in the carbon, nitrogen and polyphenol content. Oecologia 12: 275-288.
Berg, B. and H. Staaf. 1980. Decomposition rate and chemical charges of Scots pine needle litter. 11. Influence of chemical composition, in structure and function of northern coniferous forest, an ecosystem study. Ecol. Bull. 32: 373-390.
Berg, B., H. Staaf, B. Wessen and G. Ekbohm. 1982. Nitrogen level and decomposition in Scots pine-needle litter. Oikos. 38: 291-396.
Berg, B. and CO. Tamm. 1991. Decomposition and nutrient dynamics of litter in long-term optimum nutrition experiments. 1. Organic matter decomposition in Picea abies needle litter. Scan. J. Fores. Res. 6:305-321.
Berg, B., M.P. Berg, P. Bottner, E. Box, A. Breymeyer, R.C. de Anta, M. Couteaux, A. Escudero, A. Gallardo, W. Kratz, M. Madeira, E. Malkonen, C. McClaugherty, V. Meenteneyer, F. Munoz, P. Piussi, J. Remade and A.V. de Santo. 1993. Litter mass loss rates in pine forests of Europe and Eastern United States - Some relationships with climate and litter quality. Biogeochemistry 20: 127-159.
Couteaux, M.M., P. Bottner and B. Berg. 1995. Litter decomposition, climate and litter quality. Trends in Ecol. Evol. 10: 63-66.
Cox, P., S.P. Wilkinson and J.M. Anderson. 2001. Effects of fungal inocula on the decomposition of lignin and structural polysaccharides in Pinus sylvestris litter. Biol. Fertil. Soils. 33: 246-251.
De Santo, A.V., B. Berg, F.A. Rutigliano, A. Aleani and A. Fioretto. 1993. Factors regulating early stage decomposition of needle litters in five different coniferous forests. Soil Biol. Biochem. 25: 1423-1433.
Entry, J.A. arid C.B. Backman. 1995. Influence of carbon and nitrogen on cellulose and lignin degradation in forest soils. Can. J. Fores. Res. 25: 1231-1236.
FogeJ, R. and K. Cromack. 1977. Effects of habitat and substrate quality on Douglas-Fir litter decomposition in western Oregon. Can. J. Bot. 55: 1632-1640.
Frankland, J.C. 1992. Mechanisms in fungal succession. In: G.C. Carroll, and D.T. Wicklow, (eds). The fungal community: its organization and role in the ecosystem (2nd edition). Marcel Dekker, New York, pp. 383-401.
Guggenberger, G. and W. Zech. 1994. Composition and dynamics of dissolved carbohydrates and lignin degradation products in two coniferous forests, NE-Baviaria, FRG. Soil Biol. Biochem. 26: 19-27.
Heal, O.W., J.M. Anderson and MJ. Swift. 1997. Plant litter quality and decomposition: An historical overview. In Driven by Nature: Plant Litter Quality and Decomposition, G. Cadisch and K.E. Giller (eds), CAB International, Wallingford, UK, pp. 3-45.
Johansson, M.B. 1995. The chemical composition of needle and leaf litter from Scots pine, Norway spruce and white . birch in Scandinavian forests. Forestry. 68: 49-62.
McClaugherty, C. and B. Berg. 1987. Cellulose, lignin and nitrogen concentrations as rate regulating factors in late stages of forest litter decomposition. Pedobiologia. 30: 101-112.
Meetemeyer, V. 1978. Macroclimate and lignin control of litter decomposition rates. Ecology. 59: 465-472.
Melillo, J.M., J. Aber and J.F. Muratore. 1982. Nitrogen and lignin control of hardwood leaf litter decomposition dynamics. Ecology. 63: 621-626.
Minderman, G. 1968. Addition, decomposition and accumulation of organic matter in forests. J. Ecology. 25: 355-362.
Monties B. 1994. Chemical assessment of lignin biodegradation some qualitative and quantitative aspects. Federation of European Microbiological Societies (FEMS). Microbiol Rev. 13: 277-284.
Rowland, A.P. and J.D. Roberts 1994. Lignin and cellulose fractionation in decomposition studies using acid-detergent fibre methods. Com. Soil Scien. Plant Analy. 25: 269-277.
Sariyildiz, T. 2000. Biochemical and Environmental Controls of Litter Decomposition. Unpublished PhD thesis, University of Exeter, UK.
Sariyildiz, T. and J.M. Anderson. 2003a. Interactions between litter quality, decomposition and soil fertility: a laboratory study. Soil Biol. Biochem. 35:391-399.
Sariyildiz, T. and J.M. Anderson. 2003b. Decomposition of sun and shade leaves from three deciduous tree species, as affected by their chemical composition. Biol. Fertil. Soils. 37: 137-146.
Swift, M.J., O.W. Heal and J.M. Anderson. 1979. Decomposition in Terrestrial Ecosystems. Blackwell Scientific Publications, Oxford
Taylor, B.R., D. Parkinson and W.F.J. Parsons. 1989. Nitrogen and lignin content as predictors of litter decay rates: a microcosm test. Ecology. 70: 97-104.