Contribution of atmospheric nitrogen deposition to net primary productivity in a northern hardwood forest

Net primary productivity (NPP) in northern temperate forests is an important part of the global carbon cycle. Because NPP often is limited by nitrogen (N), atmospheric N deposition ([N.sub.dep]) may increase forest NPP. At a northern hardwood forest site in northern Lower Michigan, USA, we quantified rates of N supply by [N.sub.dep], canopy retention of [N.sub.dep] ([N.sub.cr]), and soil [N.sub.cr] N mineralization ([N.sub.min]); calculated the N requirement of NPP; and estimated the fraction of NPP that could be attributed to atmospheric N inputs. [N.sub.cr] N mineralization supplied 42.6 kg N * [ha.sup.-1] * [year.sup.-1] (84% of the NPP N requirement), and [N.sub.dep] averaged 7.5 kg N * [ha.sup.-1] * [year.sup.-1] (15%). The forest canopy retained 38% of [N.sub.dep] ([N.sub.cr] = 2.8 kg N * [ha.sup.-1] * [year.sup.-1]), primarily in the forms of organic N and N[H.sub.4]-N. Fine root (62%) and leaf (31%) N requirements dominated the NPP N requirement of 50.7 kg N * [ha.sup.-1] * [year.sup.-1]. Annual N supply by the processes we measured agreed very closely with the NPP N requirement, suggesting that internally cycled N and N of atmospheric origin contribute to the N nutrition of this forest. Our results indicate that up to 15% of the NPP at this site may be driven by atmospheric N inputs. La productivite primaire [N.sub.cr]te (PPN) dans les forets temperees nordiques est un element important du cycle global du carbone. Les depots d'azote atmospherique ([N.sub.dep]) peuvent augmenter la PPN des forets qui est souvent limitee par la disponibilite de N. Dans une foret de feuillus nordiques situee dans le nord du Bas Michigan, aux Etats-Unis, nous avons quantifie les taux d'apport de [N.sub.dep], de retention de [N.sub.dep] dans la canopee ([N.sub.re]) et de mineralisation [N.sub.cr]te de N ([N.sub.min]) dans le sol. Nous avons calcule les besoins en N de la PPN et estime la fraction de la PPN attribuable a l'apport de [N.sub.dep] * La [N.sub.min] fournissait 42,6 kg N * [ha.sup.-1] * [an.sup.-1] tandis que [N.sub.dep] fournissait en moyenne 7,5 kg N * [ha.sup.-1] * [an.sup.-1], soit respectivement 84 et 15% des besoins en N de la PPN. La canopee retenait 2,8 kg N * [ha.sup.-1] * [an.sup.-1], soit 38% de [N.sub.dep], principalement sous forme de N[H.sub.4] et de N organique. Les besoins en N des racines fines (62%) et des feuilles (31%) representaient la majeure partie des besoins en N de la PPN qui atteignaient 50,7 kg N * [ha.sup.-1] * [an.sup.-1]. L'apport annuel de N via les processus qui ont ete mesures correspond tres etroitement aux besoins de la PPN; ce qui signifie que le recyclage interne de N aussi bien que les depots atmospheriques de N contribuent a la nutrition en N de cette foret. Nos resultats indiquent que jusqu'a 15% de la PPN dans cette station peut etre attribuable aux apports de N atmospherique. [Traduit par la Redaction]
Introduction Human activity has increased emissions of reactive nitrogen (N) into the atmosphere during the past 60-70 years, primarily through fossil fuel combustion, industrial NZ fixation, and intensive agriculture (Galloway [...]