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Abstract
Tree planting is a useful means of integrating reclaimed mine sites into natural forested landscapes. The main objective of this study was to evaluate the effect of soil thickness and nature on the establishment and metal accumulation of trees planted in low sulfur mine wastes under boreal conditions. Two field experiments were conducted to evaluate survival, growth, and nutrient and trace metal concentrations of several trees, including 2 fast-growing species (Pinus banksiana, Larix laricina, Populus maximowiczii × P. balsamifera, P. × canadensis × P. maximowiczii, and Salix viminalis), planted in soils (topsoil or subsoil, 50 or 20 cm thick) above waste rock and thickened tailings, respectively. As expected, tree growth increased (×2) in the topsoil compared to the subsoil above waste rock, despite mineral fertilization. Tree growth also decreased in thin topsoils, concomitantly with a decrease in foliar N concentrations, but soil thickness had no effect on tree survival. The basket willow appeared well adapted and multi-purpose for mine-waste revegetation over the short term since its survival remained maximal whatever the nature (topsoil or subsoil) or thickness (50 versus 20 cm) of the soil layer or waste type (waste rock versus tailings). The tamarack showed good survival and growth on both waste types (except in subsoil alone). By contrast, the survival (waste rock) and growth (thin soils above tailings) of hybrid poplars was poor under the tested conditions. On these non-acid-generating wastes with low total trace metal concentrations, none of the tree species accumulated trace metals from soil in their foliage, but basket willow survival should be followed over the longer term to check for deleterious effects of Zn accumulation.
Résumé
La plantation d'arbres est une bonne façon de réintégrer les sites miniers restaurés au sein des paysages forestiers naturels. L'objectif principal de cette étude était d'évaluer l'effet de l'épaisseur et de la nature du sol sur l'établissement d'arbres et leur accumulation de métaux lorsque ces arbres étaient plantés sur des rejets miniers non acides en conditions boréales. Deux expériences de terrain ont été réalisées pour évaluer la survie, la croissance et les concentrations de métaux traces et de nutriments de plusieurs espèces d'arbres, dont 2 à croissance rapide (Pinus banksiana, Larix laricina, Populus maximowiczii × P. balsamifera, P. × canadensis × P. maximowiczii et Salix viminalis), plantés dans des sols (couche de surface ou sous-sol, 50 ou 20 cm d'épaisseur) sur des roches stériles et des résidus épaissis, respectivement. Tel qu'attendu, dans l'expérience avec des roches stériles, la croissance des arbres plantés sur le sol de surface a augmenté (×2) par rapport à ceux sur le sous-sol en dépit d'une fertilisation minérale. La croissance des arbres plantés sur des sols de surface minces était réduite, parallèlement à une diminution des concentrations foliaires de N, cependant l'épaisseur de sol n'avait aucun effet sur la survie des arbres. Le saule des vanniers semblait bien adapté et polyvalent pour la végétalisation de rejets miniers à court terme puisque sa survie est restée maximale indépendamment de la nature (sol de surface ou soussol) ou de l'épaisseur (50 versus 20 cm) de sol et du type de rejets (stériles versus résidus). La croissance et la survie du mélèze laricin étaient bonnes sur les deux types de rejets (sauf pour le sous-sol seul). À l'opposé, les peupliers hybrides n'ont pas obtenu de bonnes performances au niveau de la survie (roches stériles) ou de la croissance (dans des sols minces sur résidus) dans les conditions étudiées. Aucune des espèces d'arbres n'a accumulé de métaux traces dans son feuillage à partir du sol dans ces conditions de croissance sur des résidus miniers non acides possédant de faibles concentrations de métaux traces, mais la survie du saule des vanniers devrait être suivie à plus long terme pour évaluer les effets délétères de l'accumulation Zn.
