Influence of Colophospermum mopane canopy cover on litter decomposition and nutrient dynamics in a semi-arid African savannah

Authors

  • Donald Mlambo,

    1. Department of Forest Resources & Wildlife Management, National University of Science & Technology, PO Box AC 939, Ascot, Bulawayo, Zimbabwe
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  • Eddie Mwenje

    1. Department of Forest Resources & Wildlife Management, National University of Science & Technology, PO Box AC 939, Ascot, Bulawayo, Zimbabwe
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E-mail: dmlambo@border.co.zw

Abstract

The objective of this study was to investigate the influence of mopane canopy cover on litter decomposition in a semi-arid African savannah. We used a randomized block design with five blocks of 100 × 100 m demarcated in a 10-ha pocket of open mopane woodland. Litterbags were placed beneath large (8.3 m crown diameter) and small mopane trees (2.7 m crown diameter) and in the intercanopy area. Decomposition was fastest in the intercanopy area exposed to solar radiation (k = 0.35 year−1), intermediate beneath small trees (k = 0.28 year−1) and slowest beneath large trees (k = 0.23 year−1). Soil temperatures beneath small and large trees were 3–5 and 6–9°C lower than in the intercanopy area, respectively. Bacterial and fungal counts were significantly higher (P < 0.05) beneath large than small trees and in the intercanopy area. The amount of N and P released did not vary significantly among sampling sites. Soil moisture in the dry season was similar among sampling sites but rainy-season soil moisture was significantly greater (P < 0.05) beneath large than small trees and in the intecanopy area. Mopane canopy cover retarded litter decomposition suggesting that photodegradation could be an important factor controlling carbon turnover in semi-arid African savannahs.

Résumé

Le but de cette étude était de rechercher l’influence de la couverture d’une canopée de mopane sur la décomposition de la litière dans une savane africaine semi-aride. Nous avons utilisé un schéma randomisé par bloc, avec cinq blocs de 100 × 100 m délimités dans un îlot de 10 ha de forêt à mopane ouverte. On a placé des sacs à litière sous des grands arbres (couronne de 8.3 m de diamètre) et des petits (couronne de 2.7 m de diamètre) arbres mopane et dans la surface entre les canopées. La décomposition était plus rapide dans la surface inter-canopée exposée aux rayons du soleil (k = 0.35 annum−1), intermédiaire sous les petits arbres (k = 0.28 annum−1) et plus lente sous les grands arbres (k = 0.23 annum−1). La température du sol sous les petits et les grands arbres était respectivement de 3–5°C et de 6–9°C plus basse que dans la zone inter-canopée. Les comptages de bactéries et de champignons montrent qu’ils sont significativement (P < 0.05) plus nombreux sous les grands arbres que sous les petits et dans l’espace inter-canopée. La quantité de N et de P libérés ne variait pas significativement entre les sites échantillons. L’humidité du sol était comparable entre les différents sites durant la saison sèche, mais en saison des pluies, elle était significativement (P < 0.05) plus élevée sous les grands arbres que sous les petits et dans l’espace inter-canopée. La couverture de la canopée des mopane retardait la décomposition de la litière, ce qui laisse penser que la photo-dégradation pourrait être un facteur important du contrôle du cycle carbone dans les savanes semi-arides d’Afrique.

Ancillary