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• W2017197742 abstract "Coppice forestry has been practised in the deciduous broad-leaved forests of Central Europe for many centuries until its replacement by high forest systems in the 18th and 19th century. Little knowledge exists on the consequences of this management system for nutrient stores and nutrient turnover in soil and phytomass. In the Siegerland (Western Germany), we studied the nutrient pools in the above-ground phytomass, the organic layers on the forest floor, and the mineral soil in three 20-yr-old coppice woods on acid soils that were composed by 9 woody species and dominated by Betula pendula, Quercus petraea and Corylus avellana. The results were compared to two nearby 140-yr-old monospecific high forests of Fagus sylvatica, the species that dominates the natural forest vegetation in the region. The mean above-ground phytomass of the two high forests (31.2 kg dry mass m−2) was 4 times larger than that of the coppice woods (7.3 kg m−2) and stored 2 to 3 times larger amounts of Ca, K, Mg and N. The soil organic layers (forest floor) of the high forests were thicker and contained 6 times more organic matter than those of the coppice woods (6.8 vs. 1.1 kg m−2) and stored 3 to 7 times more nutrients. In contrast, the coppice woods showed a higher pH value, larger salt-exchangeable Ca, K and Mg pools, (3595% higher) and larger Ntot stores (23%) in the mineral soil (0—20 cm depth) compared to the high forests. The higher nutrient availability in the coppice wood soils is mainly confined to the uppermost horizons (0—5 cm) and is thought to result from (1) ash deposition after biomass burning, (2) nitrogen fixation by broom (Sarothamnus scoparius) which typically colonises the clearcut sites, (3) higher soil temperatures under a less shading coppice wood canopy, and (4) the presence of tree species with high leaf nutrient contents in the coppice woods. We conclude that coppicing does not reduce soil nutrient availability of the Siegerland forests despite short rotation periods and a largely reduced ecosystem nutrient capital (i.e. phytomass plus soil nutrient pools) of the coppice woods compared to the high forests. Frequent disturbance of soil and stand structure by cutting and burning apparently accelerates nutrient turnover and results in higher storage (and probably supply) of Ca, K, Mg and N in the mineral topsoil. However, reduced nutrient pools in phytomass and soil organic layers are likely to limit the capacity of coppice wood ecosystems to regenerate if heavy disturbance such as topsoil erosion occurs. Die Niederwaldwirtschaft wurde in den mitteleuropäischen Laubwaldgebieten für viele Jahrhunderte betrieben, bis sie im Laufe des 18. und 19. Jahrhunderts von der Hochwaldwirtschaft abgelöst worden ist. Die Auswirkungen dieser Bewirtschaftungsform auf die Nährstoffvorräte und Nährstoffumsätze im Boden und in der Phytomasse sind weitgehend unbekannt. Wir haben im Siegerland die Nährstoffvorräte in der oberirdischen Phytomasse, der Humusauflage und dem Mineralboden in drei 20-jährigen Niederwäldern auf saurem Boden untersucht. Diese Bestände wurden von 9 holzigen Arten aufgebaut, wobei Betula pendula, Quercus petraea und Corylus avellana dominierten. Die erzielten Ergebnisse wurden mit zwei benachbart gelegenen, 140 Jahre alten Hochwäldern verglichen, die beide Reinbestände der Buche (Fagus sylvatica) waren. Die mittlere oberirdische Phytomasse der zwei Hochwälder (31.2 kg Trockengewicht m−2) war 4 mal größer als die der Niederwälder (7.3 kg m−2) und enthielt 2 bis 3 mal größere Mengen an Nährstoffen (Ca, K, Mg, N). In den Hochwäldern waren die Humusauflagen deutlich mächtiger, wiesen eine 6 mal höhere Masse auf (6.8 vs. 1.1 kg m−2) und speicherten 3 bis 7 mal mehr Nährstoffe. Im Unterschied hierzu hatten die Niederwälder im Mineralboden (0–20 cm Bodentiefe) höhere Vorräte an austauschbar gebundenem Ca, K und Mg (35–95% höher) und größere Ntot-Vorräte (23%). Auch die pH-Werte des Bodens waren in den Niederwäldern höher als in den Hochwäldern. Das höhere Nährstoffangebot in den Niederwäldern befindet sich überwiegend in den oberen Bodenbereichen (0–5 cm). Mögliche Gründe liegen (1) in der Aschedeposition nach dem Verbrennen der Biomasse, (2) in der Stickstofffixierung durch Besenginster (Sarothamnus scoparius), der häufig die Kahlschläge besiedelt, (3) in höheren Bodentemperaturen unter der weniger schattenwerfenden Krone der Niederwälder, und (4) in dem Auftreten von Baumarten mit hohen Nährstoffkonzentrationen in den Blättern. Wir ziehen die Schlussfolgerung, dass die Niederwaldwirtschaft im Siegerland nicht zwangsläufig die Bodennährstoffgehalte reduziert. Die häufigen Störungen des Bodens und der Bestandesstruktur durch Kahlschlag und Brand können vielmehr den Nährstoffumsatz beschleunigen und zu höheren Bodenvorräten an Ca, K, Mg und N führen. Der Vergleich von Hoch- und Niederwäldern zeigte aber, dass die Nährstoffgesamtvorräte bestehend aus Mineralboden, Humusauflage und Phytomasse in den Niederwäldern deutlich geringer waren. Die geringen Nährstoffvorräte in der Humusauflage und der Phytomasse können die Regenerationsfähigkeit von Niederwäldern beeinträchtigen, wenn es zu schwerwiegenden Störungen kommt, wie es etwa eine Erosion des Oberbodens darstellt." @default.
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