Deer browsing effects on temperate forest soil nitrogen cycling shift from positive to negative across fertility gradients

Herbivores impact soil biogeochemical processes, often increasing nutrient cycling rates under high nutrient availability and decreasing nutrient cycling rates under low nutrient availability. These patterns are far from universal, and interactions between habitat fertility and herbivore effects are under continuing investigation. By sampling inside and outside a network of deer exclosures, we determined deer browsing effects on temperate forest soil nitrogen (N) and carbon (C) cycling along a gradient of soil and litter C-N ratios across our network of sites. Deer browsing increased net N mineralization rates in high nutrient environments and decreased N mineralization rates in low nutrient environments, whereas browsing decreased C[O.sub.2] respiration rates in high nutrient environments and increased C[O.sub.2] respiration rates in low nutrient environments. Differences in deer browsing effects on soil processes could be explained by plant responses to herbivory across gradients of resource availability. To our knowledge, our study is one of the first to show that deer browsing can have significant effects on net N mineralization and C respiration in temperate forest soils and that the direction and magnitude of deer browsing effects on soil N and C cycling vary across fertility gradients. Key words: soil biogeochemistry, herbivory, deer browsing, nitrogen, nutrient cycles. Les herbivores ont un impact sur les processus biogeochimiques du sol: ils augmentent souvent le taux de recyclage des nutriments lorsque ceux-ci sont tres disponibles et le reduisent lorsqu'ils sont peu disponibles. Ces patrons sont loin d'etre universels et les etudes sur les interactions entre la fertilite de l'habitat et les effets des herbivores se poursuivent. En echantillonnant a l'interieur et a l'exterieur d'un reseau d'exclos pour le chevreuil, nous avons determine les effets du broutage par les chevreuils sur le recyclage de l'azote (N) et du carbone (C) dans le sol de la foret temperee le long d'un gradient de rapports C-N dans le sol et la litiere dans notre reseau de stations. Le broutage des chevreuils a augmente le taux de mineralisation nette de N dans les milieux riches en nutriments et reduit le taux de mineralisation de N dans les milieux pauvres en nutriments, tandis qu'il a diminue le taux de respiration du C[O.sub.2] dans les milieux riches en nutriments et augmente le taux de respiration du C[O.sub.2] dans les milieux pauvres en nutriments. Les differences dans les effets du broutage sur les processus du sol pourraient s'expliquer par les reponses des plants au broutage en fonction des gradients de disponibilite des ressources. A notre connaissance, notre etude est une des premieres a montrer que le broutage du chevreuil peut avoir des effets significatifs sur la mineralisation nette de N et la respiration du C dans les sols de la foret temperee et que la direction et l'ampleur des effets du broutage des chevreuils sur le recyclage de N et C varient en fonction des gradients de fertilite. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: biogeochimie du sol, herbivore, broutage du chevreuil, azote, cycles des nutriments.
Introduction Herbivores are known to have strong effects on ecosystem processes such as primary production (Milchunas and Lauenroth 1993), fire regimes (Van Langevelde et al. 2003; Holdo et al. 2009), [...]