The role of mosses in ecosystem succession and function in Alaska's boreal forest

Shifts in moss communities may affect the resilience of boreal ecosystems to a changing climate because of the role of moss species in regulating soil climate and biogeochemical cycling. Here, we use long-term data analysis and literature synthesis to examine the role of moss in ecosystem succession, productivity, and decomposition. In Alaskan forests, moss abundance showed a unimodal distribution with time since fire, peaking 30-70 years post-fire. We found no evidence of mosses compensating for low vascular productivity in low-fertility sites at large scales, although a trade-off between moss and vascular productivity was evident in intermediate-productivity sites. Mosses contributed 48% and 20% of wetland and upland productivity, respectively, but produced tissue that decomposed more slowly than both nonwoody and woody vascular tissues. Increasing fire frequency in Alaska is likely to favor feather moss proliferation and decrease Sphagnum abundance, which will reduce soil moisture retention and decrease peat accumulation, likely leading to deeper burning during wildfire and accelerated permafrost thaw. The roles of moss traits in regulating key aspects of boreal performance (ecosystem N supply, C sequestration, permafrost stability, and fire severity) represent critical areas for understanding the resilience of Alaska's boreal forest region under changing climate and disturbance regimes. Resume: Des changements dans les communautes de mousses peuvent alterer la resistance des ecosystemes boreaux aux changements climatiques a cause du role des especes de mousses dans la regulation du pedoclimat et le recyclage biogeochimique. Dans cette etude, nous avons eu recours a l'analyse de donnees a long terme et a une synthese de la litterature pour etudier le role des mousses dans la succession, la productivite et la decomposition dans les ecosystemes. Dans les fore ts de l'Alaska, l'abondance des mousses a une distribution unimodale dans le temps avec un maximum qui survient 30-70 ans apres un feu. Nous n'avons pas trouve d'indice a grande echelle demontrant que les mousses compensent la faible productivite des plantes vasculaires dans les stations a faible productivite. Par contre, un compromis entre la productivite des mousses et celle des plantes vasculaires etait evident dans les stations a productivite intermediaire. Les mousses etaient responsables de respectivement 48% et 20% de la productivite des zones humides et seches, mais elles produisaient des tissus qui se decomposent plus lentement que les tissus vasculaires photosynthetiques et ligneux. L'augmentation de la frequence des feux en Alaska va probablement favoriser la proliferation des mousses hypnacees et diminuer l'abondance des Sphagnum. Cela va diminuer la retention de l'humidite dans le sol et reduire l'accumulation de tourbe, ce qui entrainera probablement un brulage plus en profondeur lors de feux de foret et la fonte acceleree du pergelisol. Les roles associe aux caracteristiques des mousses dans la regulation des aspects cles de la performance des ecosystemes boreaux (l'apport de N dans l'ecosysteme, la sequestration de C, la stabilite du pergelisol et la severite du feu) representent des domaines cruciaux pour comprendre la resilience de la region de la foret boreale de l'Alaska face aux changements du climat et des regimes de perturbation. [Traduit par la Redaction]
Introduction Mosses, one of the major groups of bryophytes, are ubiquitous and dominant components of ground-layer vegetation in both upland forests and peatlands across the boreal biome. These plants have [...]