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Impact of a pine lappet (Dendrolimus pini) mass outbreak on C and N fluxes to the forest floor and soil microbial properties in a Scots pine forest in Germany

机译：松树覆盖层（Dendrolimus pini）爆发对德国苏格兰松树林中森林地面碳和氮通量及土壤微生物特性的影响

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Les infestations d'insectes herbivores modifient de façon significative le recyclage des éléments et des nutriments dans les forêts, affectant ainsi directement et indirectement le fonctionnement de l'écosystème. Cet article traite du transfert, résultant de l'action des herbivores, du carbone (C) et de l'azote (N) de la canopée vers la couverture morte et de son influence sur l'activité microbienne dans le sol au cours d'une infestation du bombyx du pin (Dendrolinus pini L.). Sur une période de 6 mois, nous avons suivi les flux de C et N dans les dépôts bruts, la précipitation au sol et la chute de litière vivante (débris d'aiguilles vivantes tombées au sol en lien avec l'herbivorisme) ainsi que les excréments d'insectes dans une forêt de pin sylvestre (Pinus silvestris L.) âgée de 80 ans. Contrairement au témoin, la défoliation causée par les herbivores a doublé les apports de N et de C organique totaux et dissous dans la précipitation au sol pendant la période d'étude. Les flux de C et N dans les excréments et la chute de litière verte ont culminé en juin-juillet atteignant 110 kg C·ha-1 et 2,3 kg N·ha-1. L'analyse d'intervention aléatoire n'a révélé aucun effet significatif de l'herbivorisme sur les propriétés microbiennes du sol, à l'exception de la charge énergétique adénylique qui avait une valeur légèrement supérieure à la suite de l'action des herbivores. Cette étude démontre l'importance de l'herbivorisme dans la canopée quant à l'apport global de C et N dans les écosystèmes forestiers, particulièrement en modifiant la qualité de la matière organique qui se retrouve dans la couverture morte et le moment où elle s'y retrouve et en affectant possiblement les processus dans le sol.%Herbivorous insect infestations significantly alter element and nutrient cycling in forests, thus directly and indirectly affecting ecosystem functioning. In this paper, we report on the herbivore-mediated transfer of carbon (C) and nitrogen (N) from the canopy to the forest floor and its influence on soil microbial activity during a pine lappet (Dendrolimus pini L.) infestation. Over the course of 6months, we followed C and N fluxes in bulk deposition, throughfall, and green fall (green needle debris dropped during herbivory) together with solid frass (insect faeces) in an 80-year-old Scots pine (Pinus silvestris L.) forest. Compared with the control, herbivore defoliation significantly doubled throughfall inputs of total and dissolved organic C and N over the study period. Frass plus green-fall C and N fluxes peaked in June-July at 110kg C·ha-1 and 2.3kg N·ha-1, respectively. Randomized intervention analysis revealed no significant effects of herbivory on soil microbial properties, except for adenylate energy charge, which showed slightly higher values under herbivory. This study demonstrates the importance of canopy herbivory on overall C and N inputs to forest ecosystems, particularly in altering the timing and quality of the organic material reaching the forest floor and potentially affecting belowground processes.
机译：食草昆虫的侵害极大地改变了森林中元素和养分的循环利用，从而直接和间接地影响了生态系统的功能。本文讨论了草食动物，碳（C）和氮（N）从树冠到死皮的迁移及其对土壤微生物活性的影响。松木天牛（Dendrolinus pini L.）的侵染。在6个月的时间里，我们跟踪了总沉积物中的碳和氮通量，地面上的降水以及活垃圾的下落（与草食动物有关的活针碎片掉落在地面上）以及80岁的苏格兰松树林（Pinus silvestris L.）的昆虫粪便。与对照组不同，在研究期间，由草食动物引起的落叶使有机氮和碳的总输入量增加了一倍，并溶解在土壤降水中。排泄物中的碳和氮通量以及绿色凋落物的减少在6月至7月达到峰值，分别达到110 kg C·ha-1和2.3 kg N·ha-1。随机干预分析表明除草食动物对土壤的微生物特性没有显着影响，除了腺基能负荷外，在草食动物的作用下其能量负荷值略高。这项研究证明了冠层除草剂对于森林生态系统中碳和氮总体贡献的重要性，特别是通过改变死皮中发现的有机物质的质量和时间食草害虫的侵害会显着改变森林中的元素和养分循环，从而直接和间接影响生态系统的功能。在本文中，我们报道了在草皮（Dendrolimus pini L.）侵染期间，草食动物介导的碳（C）和氮（N）从冠层到森林地面的转移及其对土壤微生物活性的影响。在6个月的过程中，我们跟踪了80岁的苏格兰松树（Pinus silvestris L）中的碳和氮通量在大块沉积，穿透和绿色下降（草食期间掉下绿色的针状碎片）以及固体青苔（昆虫粪便）的过程中。 。） 森林。与对照相比，在研究期间，草食动物的落叶明显增加了全部和溶解有机碳和氮的穿透输入量。 Frass加上绿色下降的C和N通量分别在6月至7月达到110kg C·ha-1和2.3kg N·ha-1。随机干预分析显示除草食对土壤微生物特性没有显着影响，除了腺苷酸能电荷外，在草食下其能量值略高。这项研究证明了冠层食草对森林生态系统总体碳和氮输入的重要性，特别是在改变到达森林地面的有机物质的时间和质量以及潜在地影响地下过程方面。

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