Soil e×ploitation strategies of fine roots in different tree species of the southern boreal forest of eastern Canada

This study compared the ability of conifers (Abies balsamea (L.) Mill., Picea glauca (Moench) Voss) and deciduous trees (Populus tremuloides Michx., Betula papyrifera Marsh.) and shrubs and herbs to exploit soils in a southern boreal forest.Root samples were collected from undisturbed soil and ingrowth cores (disturbed soil) of aspenand conifer-dominated plots.Total fine-root biomass was similar in aspen and conifer plots but length density was higher under aspen.The low root length density (0.7 cm•cm -3 ) of conifers suggests a dependency on mycorrhizal associations for effective nutrient uptake.Coniferous fine roots were thicker than in the other species.Root tip and internode lengths in deciduous trees showed little differences between undisturbed and disturbed soil, whereas these parameters increased substantially in conifers in disturbed soil.Root growth and architecture in disturbed soil indicated that conifers follow a conservative strategy of optimizing soil exploitation efficiency through the relatively slow development of coarse fine-root systems.In contrast, deciduous trees and understorey shrubs and herbs colonized favourable soil environments to a larger extent maintaining highly ramified thin fine roots to optimize the exploited soil volume.The different soil exploitation strategies may be as important as those differences reported for aboveground growth to explain the coexistence of these species.Résumé : Cette étude compare la capacité des conifères (Abies balsamea (L.) Mill., Picea glauca (Moench) Voss) et des feuillus (Populus tremuloides Michx., Betula papyrifera Marsh.)arborescents, des arbustes et des herbacées à exploiter les sols dans la forêt boréale méridionale.Des échantillons de racines ont été collectés dans le sol non perturbé et dans des sachets de croissance (sol perturbé) prélevés dans des parcelles dominées soit par le peuplier, soit par les conifères.La biomasse totale de racines fines était semblable dans les parcelles de peuplier et de conifères mais la densité linéaire était plus élevée sous le peuplier.La faible densité linéaire des racines (0,7 cm•cm -3 ) des conifères suggère une dépendance des associations mycorhiziennes pour le prélèvement efficace des nutriments.Les racines fines des conifères étaient plus épaisses que celles des autres espèces.Il y avait peu de différence dans la longueur des apex racinaires et des entre-noeuds chez les arbres feuillus entre le sol perturbé et non perturbé tandis que ces paramètres augmentaient substantiellement chez les conifères dans les sols perturbés.L'architecture et la croissance des racines dans les sols perturbés indiquent que les conifères adoptent une stratégie conservatrice pour optimiser leur efficacité dans l'exploitation du sol via le développement relativement lent d'un système grossier de racines fines.Au contraire, les arbres feuillus, les arbustes en sous-étage et les herbacées colonisent les zones favorables du sol de façon plus extensive en maintenant de minces racines fines fortement ramifiées pour optimiser le volume de sol à exploiter.Les différentes stratégies d'exploitation du sol pourraient être aussi importantes que les différences rapportées dans la croissance aérienne pour expliquer la coexistence de ces espèces.