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Biological Cycling of Minerals in Temperate Deciduous Forests

  • P. Duvigneaud
  • S. Denaeyer-De Smet
Part of the Ecological Studies book series (ECOLSTUD, volume 1)

Abstract

The biological cycle of nutrients is one of the principal processes supporting the production of organic matter. Although energy flow is often useful in describing many ecosystem processes, energy is seldom a limiting factor in the productivity of forest ecosystems. The functioning of most terrestrial ecosystems is typically influenced by the availability of nutrients and water. Mineral cycling in forests is, therefore, an important parameter affecting productivity.

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References

  1. Bazilevich, N. I., and L. E. Rodin: The biological cycle of nitrogen and ash elements in plant communities of the tropical and sub-tropical zones. Forestry Abstr. 27, 357–368 (1966).Google Scholar
  2. Bray, J. R., and E. Gorham: Litter production in forests of the world. Advan. Ecol. Res. 2, 101–157 (1964).CrossRefGoogle Scholar
  3. Carlisle, A., A. H. F. Brown, and E. J. White: The organic matter and nutrient elements in the precipitation beneath a sessile oak canopy. J. Ecol. 54, 87–98 (1966).CrossRefGoogle Scholar
  4. Carlisle, A., A. Brown, and E. White: The nutrient content of tree stem flow and ground flora litter and leachates in a sessile oak (Quereus petraea) woodland. J. Ecol. 55, 615–627 (1967).CrossRefGoogle Scholar
  5. Cole, D. W., S. P. Gessel, and S. F. Dice: Distribution and cycling of nitrogen, phosphorus potassium and calcium in a second-growth douglas-tir ecosystem, pp. 197–232. In: Symposium on primary productivity and mineral cycling in natural ecosystems (H. E. Young, Ed.): Orono: Univ. Maine Press 1968.Google Scholar
  6. Denaeyer-De Smet, S.: Contribution à l’étude du pluviolessivage du couvert forestier. Bull. Soc. Roy. For. Belg. 94, 285–308 (1962).Google Scholar
  7. Denaeyer-De Smet, S.: Recherches sur l’écosystemes forêt. La chênaie mélangée calcicole de Virelles-Blaimont. Bilan annuel des apports d’éléments minéraux par les eaux de précipitation sous couvert forestier dans la forêt caducifoliée mélangée de Blaimont. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 99, 345–375 (1966).Google Scholar
  8. Denaeyer-De Smet, S.: Recherches sur l’écosystemes forêt. La chênaie à Galeobdolon et Oxalis de Mesnil Eglise (Ferage). Contribution à l’étude chimique de la sève du bois de Corylus avellana L. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 100, 353–372 (1967a).Google Scholar
  9. Denaeyer-De Smet, S.: Recherches sur l’écosystème forêt. Forêts de Haute-Belgique. Teneurs en Potassium et Calcium des sèves du bois d’arbres et arbustes appartenant à divers écosystèmes forestiers de Haute-Belgique. Bull. Soc. Franc. Physiol. Végét. 13, 19–32 (1967b).Google Scholar
  10. Denaeyer-De Smet, S.: Recherches sur l’ecosystème forêt. La chênaie mélangée calcicole de Virelles-Blaimont. Quelques données sur les teneurs en K et Ca des sèves xylémiques des racines, troncs et branches des essences forestières en fin de repos hivernal. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 101, 155–176 (1968).Google Scholar
  11. Denaeyer-De Smet, S.: Recherches sur l’écosystème forêt. La chênaie mélangée calcicole de Virelles-Blaimont. Apports d’élements minéraux par les eaux de précipitation, d’égouttement sous couvert forestier et d’écoulement le long des troncs (1965, 1966, 1967). Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 102, 355–372 (1969).Google Scholar
  12. Dengler, A.: Waldbau auf ökologischer Grundlage. Berlin: Springer 1930.CrossRefGoogle Scholar
  13. Duvigneaud, P.: La variabilité des Associations végétales. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 78, 107–134 (1946).Google Scholar
  14. Duvigneaud, P.: La productivité primaire des écosystémes terrestres, pp. 37–92. In: Problémes de productivité biologique (Lamotte, M., and F. Bourliere, Eds.). Paris: Masson 1967.Google Scholar
  15. Duvigneaud, P.: Recherches sur l’écosystème forêt. La Chênaie-Frênaie à Coudrier du Bois de Wève. Aperçu sur la biomasse, la productivité et le cycle des éléments biogènes. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 101, 111–127 (1968 a).Google Scholar
  16. Duvigneaud, P.: Recherches sur l’écosystème forêt. La chênaie mélangée calcicole de Virelles-Blaimont. Bisect biogéochimique et composition des nappes foliaires en polyéléments biogênes. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 101, 129–139 (1968 b).Google Scholar
  17. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet: Distribution de certains éléments minéraux (K, Ca et N) dans les tapis végétaux naturels. Bull. Soc. Franc. Physiol. Végét. 8, 96–103 (1962).Google Scholar
  18. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet: Le cycle des éléments biogènes dans l’écosystème forêt. Lejeunia, N. S. 28, 1–143 (1964).Google Scholar
  19. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet: Biomass, productivity and mineral cycling in deciduous mixed forests in Belgium, pp. 167–186. In: Symposium on primary productivity and mineral cycling in natural ecosystems (H. E. Young, Ed.). Orono: Univ. Maine Press 1968.Google Scholar
  20. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet: Phytogéochimie des groupes écosociologiques forestiers de Haute-Belgique. Ecol. Plantarum (in press).Google Scholar
  21. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet, and A. Froment: Recherches sur l’écosystème forêt. Série E: Forêts de Haute-Belgique. Eléments biogènes de l’édaphotope et Phytocénose forestière. Bull. Inst. Roy. Sci. Nat. Belg. 45, 25, 1–48 (1969).Google Scholar
  22. Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet, S. Denaeyer-De Smet, P. Ambroes, and J. Timperman: Recherches sur l’écosystème forêt. La chênaie mélangée calcicole de Virelles-Blaimont. Biomasse, productivité et cycle des éléments biogènes dans un écosystème “chênaie mélangée” (Querceto-carpinetum calcicolum). Essai de phytogéochimie forestière. Mem. Inst. Roy. Sci. Nat. Belg. (in press).Google Scholar
  23. Ehwald, E.: Über den Nährstoffkreislauf des Waldes. Deut. Akad. Landw. Wiss. Sitz. 6, 1–56 (1957).Google Scholar
  24. Ellenberg, H.: Aufgaben und Methoden der Vegetationskunde (I. Teil) in Grundlagen der Vegetationsgliederung (IV), pp. 1–136. In: Einführung in die Phytologie. (Walter, H., Ed.). Stuttgart: Eugen Ulmer 1956.Google Scholar
  25. Ellenberg, H.: Stickstoff als Standortsfaktor. Ber. Deut. Botan. Ges. 77, 82–92 (1964).Google Scholar
  26. Emberger, S.: Die Stickstoffvorräte bayrischer Waldböden. Forstwiss. Cbl., 84, 156–193 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  27. Gesell, S. P., and D. W. Cole: Influence of removal of forest cover on movement of water and associated elements through soil. J. Amer. Water Works Assoc. 57, 1301–1310 (1965).CrossRefGoogle Scholar
  28. Hartmann, F.: Was zeigt uns der Wald über die Naturgesetzlichkeiten im Nährstoff haushalt? Cbl. Ges. Forstwes. 84, 2–6, 174–181 (1967).Google Scholar
  29. Höhne, H.: Vergleichende Untersuchungen über Mineralstoff- und Stickstoffgehalt sowie Trockensubstanzproduktion von Waldbodenpflanzen. Arch. Forstwes. 11, 10, 1085–1141 (1962).Google Scholar
  30. Kira, T., and T. Shidei: Primary production and turnover of organic matter in different forest ecosystems of the Western Pacific. Japan. J. Ecol. 17, 70–87 (1967).Google Scholar
  31. Klausing, O.: Untersuchungen über den Mineralumsatz in Buchenwäldern auf Granit und Diorit. Forstwiss. Cbl. 75, 18–32 (1956).CrossRefGoogle Scholar
  32. Kornev, V. P.: The acculumation in the leaves of trees and bushes of Phosphorus and Potassium and their leaching from the leaf fall during the period autumn-winter. Pochvovedenie 1959 (4), 87–94 (1959).Google Scholar
  33. Lemee, G.: Investigations sur la minéralisation de l’azote et son évolution annuelle dans des humus forestiers in situ. Oecologia Plantarum 2, 285–324 (1967).Google Scholar
  34. Lemee, G., P. Lossaint, H. Mettauer, and R. Weissbecker: Recherches préliminaires sur les caractères bio-chimiques de l’humus dans quelques groupements forestiers de la plaine d’Alsace. Angew. Pflanzensoziol. 15, 93–101 (1958).Google Scholar
  35. Likens, G. E., F. H. Bormann, N. M. Johnson, and R. S. Pierce: The calcium. magnesium, potassium and sodium budgets for a small forested ecosvstem. Ecology 48, 772–785 (1967).CrossRefGoogle Scholar
  36. Manil, G., F. Delecour, G. Forget, and A. El Attar: L’humus, facteur de station dans les Hêtraies acidophiles de Belgique. Bull. Inst. Agron. Sta. Rech. Gembloux 31, 114 (1963).Google Scholar
  37. Mina, V. N.: Cycle of N and ash elements in mixed oakwood of the forest steppe. Pochvovedenie 1955 (6), 32–44 (1955).Google Scholar
  38. Mina, V. N.: Leaching of certains substances by precipitation from woody plants and its importance in the biological cycle. Soviet Soil Sci. 6, 609–617 (1965).Google Scholar
  39. Neshatayev, Yu. N., O. G. Rastorova, L. S. Schastnaya, I. A. Tereshenkova, and V. P. Tryplenkov: Entry into the soil of ash elements and nitrogen with leaf fall from trees and grasses in the main types of oak stands in the “Forest on the Vorskla”. Soviet Soil Sci. 12, 1372–1379 (1966).Google Scholar
  40. Nye, P. H., and B. J. Greenland: The soil under shifting cultivation. Tech. Commun. Bur. Soil Sci. 51 (1960).Google Scholar
  41. Olsen, C.: The mineral, nitrogen and sugar content of beach leaves and beach sap at various times. Compt. Rend. Trav. Lab. Carlsberg, Ser. Chim. 26, 197–230 (1948).Google Scholar
  42. Olsen, C.: Quantitative ecology and the woodland ecosystem concept. Advan. Ecol. Res. 1, 103–192 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  43. Ovington, J. D.: Some factors affecting nutrient distribution within ecosystems. UNESCO, Natural Resources Research 5, 95–105 (1968).Google Scholar
  44. Ovington, J. D., and H. A. I. Madgwick: The growth and composition of natural stands of birch. I. Dry matter production. Plant and Soil 10, 271–281 (1959 a).CrossRefGoogle Scholar
  45. Ovington, J. D., and H. A. I. Madgwick: The growth and composition of natural stands of birch. II. The uptake of mineral nutrients. Plant and Soil 10, 389–400 (1959 b).CrossRefGoogle Scholar
  46. Parshevnikov, A. L.: The nitrogen and ash element cycle in relation to alternation of tree species in the forests of Central Taiga. Trudy Inst. Lesa Drev. Sib. Otd. 5, 52 (1962).Google Scholar
  47. Remezov, N. P.: The relationship between biological accumulation and the eluvial provess under forest cover (according to investigations in the Voronezh National Forest). Pochvovedenie 1958 (6), 1–12 or Soviet Soil Sci. 1958, 589–598.Google Scholar
  48. Remezov, N. P.: The method of studying the biological cycle of elements in forest. Pochvovedenie 1959 (1), 71–79 (1959).Google Scholar
  49. Remezov, N. P.: Über den biologischen Stoffkreislauf in den Wäldern des europäischen Teils der Sowjetunion. Arch. Forstwes. 12, 1–43 (1963).Google Scholar
  50. Remezov, N. P., L. N. Bykova, and K. M. Smirnov: Uptake and cycle of nitrogen and ash elements in the Forests of European U.S.S.R., Moscow State University (MGU), 1959.Google Scholar
  51. Rennie, P. J.: The uptake of nutrients by mature forest growth. Plant and Soil 7, 49–95 (1955).CrossRefGoogle Scholar
  52. Rodin, L. E., and N. I. Bazilevich: Production and mineral cycling in terrestrial vegetation. Edinburgh-London: Oliver and Boyd 1967.Google Scholar
  53. Runge, M.: Untersuchungen über die Mineralstickstoff-Nachlieferung an nordwestdeutschen Waldstandorten. Flora (Jena) 155, 353–386 (1965).Google Scholar
  54. Satoo, T.: Production and distribution of dry matter in forest ecosystems. Misc. Inform., The Tokyo Univ. Forests 16, 1–15 (1966).Google Scholar
  55. Schlenker, G.: Die natürlichen Waldgesellschaften im Laubwaldgebiet des Württenberger Unterlandes. Veröff. Württ. Landesst. Naturschutz 15, 103–140 (1939).Google Scholar
  56. Schlenker, G.: Zum Problem der Einordnung klimatischer Unterschiede in das System der Waldstandorte Baden-Württembergs. Mitt. Ver. Förtsl. Standortsk. v. Forstpfl. 9, 3–15 (1960).Google Scholar
  57. Schönamsgruber, H.: Mineralstoffuntersuchungen an Waldgesellschaften Baden-Württembergs. Ber. Deut. Botan. Ges. 72, 220–229 (1959).Google Scholar
  58. Sonn, S. W.: Der Einfluß des Waldes auf die Böden. Jena: Gustav Fischer 1960.Google Scholar
  59. Sukatchev, V., and N. Dylis: Fundamentals of forest biogeocoenology (in Russian), Moscow: Publishing Office “Nauka”, 1964. (English translation, Edinburgh-London: Oliver and Boyd 1968).Google Scholar
  60. Tamm, C. O.: Seasonal variation in composition of birch leaves. Physiol. Plant. 4, 461–469 (1951).CrossRefGoogle Scholar
  61. Tanghe, M., and A. Froment: La Chênaie à Galeobdolon et Oxalis de Mesnil-Eglise (Ferage)Google Scholar
  62. Tanghe, M., and A. Froment: Variabilité du tapis herbacé de la Chênaie-coudraie en fonction de caractéristiques édaphiques superficielles. Bull. Soc. Roy. Botan. Belg. 101, 245–256 (1967).Google Scholar
  63. Tsutsumi, T., T. Kawahara, and T. Shidei: The circulation of nutrients in forest ecosystems. On the amount of nutrients contained in the above-ground parts of single tree of stand. J. Japan. Forestry Soc. 50, 66–74 (1968).Google Scholar
  64. Ulrich, B.: Extent and selectivity of nutrient uptake in beech and spruce. Allg. Forstzeitschr. 23, 815 (1968).Google Scholar
  65. van Praag, H., and G. Manil: Observations in situ sur les variations des teneurs en azote minéral dans les sols bruns acides. Ann. Inst. Pasteur 109, Suppl. 3, 256–271 (1965).Google Scholar
  66. Viro, P. J.: Loss of nutrients and the nutrient balance of the soil in Finland. Commun. Inst. Forest. Fenn. 42, 1–50 (1953).Google Scholar
  67. Whittaker, R. H., and G. M. Woodwell: Structure, production and diversity of the oak-pine forest at Brookhaven, New York. J. Appl. Ecol. 57, 155–174 (1969).Google Scholar
  68. Wittich, W.: Untersuchungen über den Verlauf der Streuzersetzung auf einem Boden mit Mullzustand. I. Forstarchiv 15, 96–111 (1939).Google Scholar
  69. Wittich, W.: Untersuchungen über den Verlauf der Streuzersetzung auf einem Boden mit Mullzustand. II. Forstarchiv 19, 1–18 (1943).Google Scholar
  70. Wittich, W.: Untersuchungen über den Verlauf der Streuzersetzung auf einem Boden mit Mullzustand. IV. Die Streu der Bodenflora. Forstarchiv 20, 110–114 (1944).Google Scholar
  71. Woodwell, G. M., and R. H. Whittaker: Primary production and the cation budget of the Brookhaven Forest., pp. 151–166. In: Symposium on Primary Productivity and Mineral Cycling in Natural Ecosystems (Young, H. E. Ed.). Orono: Univ. Maine Press, 1968.Google Scholar
  72. Young, H. E. (Ed.): Symposium on primary productivity and mineral cycling in natural ecosystems. Orono: Univ. of Maine Press 1968.Google Scholar
  73. Zöttl, H.: Methodische Untersuchungen zur Bestimmung der Mineralstickstoffnachlieferung des Waldbodens. Fortswiss. Cbl. 79, 72–90 (1960 a).CrossRefGoogle Scholar
  74. Zöttl, H.: Dynamik der Stickstoffmineralisation in organischen Waldbodenmaterial. I. Beziehung zwischen Bruttomineralisation und Nettomineralisation. Plant and Soil 13, 166–182 (1960 b).CrossRefGoogle Scholar
  75. Zöttl, H.: Dynamik der Stickstoffmineralisation in organischem Waldbodenmaterial. II. Einfluß des Stickstoffgehaltes auf die Mineralstickstoff-Nachlieferung. Plant and Soil 13, 182–206 (1960 c).CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin · Heidelberg 1973

Authors and Affiliations

  • P. Duvigneaud
  • S. Denaeyer-De Smet

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