Interaction between decomposing litter and soil fauna of the Betula ermanii forest floor of the Changbai Mountains, China

Soil fauna play a key role in litter decomposition as they influence the litter mass loss rate in terrestrial ecosystems. However, the interaction between decomposing litter and soil fauna has not been adequately addressed. We examine the interaction between different types of decomposing litter and soil fauna on the Betula ermanii Cham. (BE) forest floor of the Changbai Mountains, China, by measuring the mass loss of six litter species groups using litterbags with two sizes of mesh (4 mm and 0.01 mm) during a yearlong experiment. Soil fauna were identified at the order level. We found that soil fauna have a limited effect on litter mass loss at the initial stage of the experiment. Its positive effect became apparent at month 12 of the experiment. After 1 year, soil fauna increased the litter mass loss rate of the high-quality litter of Parasenecio komarovianus (Pojark.) Y.L. Chen (PK) by 7.02% and of the low-quality litter of Rhododendron aureum Georgi (RA) by 25.26%. BE + PK litter was associated with a significantly higher abundance of soil fauna at months 8 and 10 of the experiment and also with a significantly higher richness of soil fauna at month 10 of the experiment. At the end of the experiment, however, the Shannon-Wiener diversity index of soil fauna was not necessarily higher in mixed-species litter. Litter mixing did promote the abundance, richness, and diversity of soil fauna during the warm season in the high-quality litter substrate of BE + PK. Our results illustrate that the impact of soil fauna on the litter mass loss of both single- and mixed-species litterbags ranges from a limited impact to a positive impact as litter mass loss advances. The soil fauna contribute more to the litter mass loss of the low-quality litter with higher C to N ratios than to those with a low C to N ratio. The promoting effect of litter mixing on the soil faunal community composition is only short term and is dependent on substrate quality. Key words: litter mass loss, litterbags, soil fauna, Betula ermanii forest, Changbai Mountains. La faune edaphique joue un role cle dans la decomposition de la litiere en influencant le taux de perte de masse dans les ecosystemes terrestres. Cependant, l'interaction de la litiere en decomposition et de la faune edaphique n'a pas ete adequatement etudiee. Nous avons examine l'interaction de differents types de litiere en decomposition et de faune edaphique dans la couverture morte de Betula ermanii Cham. (BE) dans le massif du Changbai, en Chine, en mesurant la perte de masse de six groupes d'especes de litiere dans des sacs avec deux tailles de mailles (4 et 0,01 mm) au cours d'une experience d'une duree d'une annee. La faune edaphique a ete identifiee au niveau de l'ordre. Nous avons trouve que la faune edaphique avait un effet limite sur la perte de masse de la litiere au stade initial de l'experience. Son effet benefique est devenu apparent au 12ieme mois de l'experience. Apres un an, la faune edaphique a accelere la perte de masse de la litiere de bonne qualite de Parasenecio komarovianus (Pojark.) Y.L. Chen (PK) de 7,02 % et de la litiere de mauvaise qualite de Rhododendron aureum Georgi (RA) de 25,26 %. La litiere de BE + PK etait associee a une abondance significativement plus grande de la faune edaphique au 8ieme et 10ieme mois de l'experience. La litiere de BE + PK etait associee a une richesse de la faune edaphique significativement plus grande au 10ieme mois de l'experience. A la fin cependant, l'indice de Shannon-Wiener de la faune edaphique n'etait pas necessairement plus eleve dans la litiere plurispecifique. Le melange de litiere a favorise l'abondance, la richesse et la diversite de la faune edaphique durant la saison chaude avec la litiere de haute qualite de BE + PK. Nos resultats illustrent le fait que l'impact de la faune edaphique sur la perte de masse des sacs de litiere contenant une seule ou plusieurs especes va de limite a positif a mesure que la perte de masse de la litiere progresse. La faune edaphique contribue davantage a la perte de masse de la litiere de faible qualite avec un rapport C:N plus eleve qu'a la perte de masse de la litiere qui a un rapport C:N plus faible. L'effet benefique du melange de litiere sur la composition de la communaute faunique du sol est de courte duree et depend de la qualite du substrat. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: perte de masse de la litiere, sacs de litiere, faune edaphique, foret de Betula ermanii, massif du Changbai.
Introduction Litter decomposition is one of the most important pathways in energy transformation and material cycles of the terrestrial ecosystem (Berg and McClaugherty 2008; Liski et al. 2003; Melillo et [...]