Effects of nitrogen deposition and liming on the early regeneration of two dominant tree species in a subtropical forest of China

ABSTRACT

To assess the effects of nitrogen deposition and liming on the early regeneration of two dominant tree species, Pinus massoniana and Schima superba, in a subtropical forest of China, we conducted a greenhouse experiment at three nitrogen deposition levels (0, 10, and 20 g N m⁻² year⁻¹) and two liming levels (0 and 100 g CaCO₃ m⁻² year⁻¹). Results showed that (1) nitrogen deposition decreased the seed germination and seedling survival of P. massoniana, but did not affect those of S. superba; (2) high nitrogen deposition decreased the height and diameter of P. massoniana, but did not affect the diameter of S. superba, and low nitrogen deposition increased the height of S. superba; (3) high nitrogen deposition decreased the aboveground, belowground, and total biomass of P. massoniana and only reduced the aboveground biomass of S. superba; (4) liming increased the height of S. superba under a high nitrogen deposition, but decreased the height of P. massoniana regardless of nitrogen deposition levels. These results indicate that increased nitrogen deposition may render the habitat suitable for S. superba growth, but reduce the P. massoniana population. Liming appears ineffective in mitigating the negative effects of high nitrogen deposition in this region.

RÉSUMÉ

Pour évaluer l’effet de la déposition d’azote et du chaulage sur la régénération initiale de deux espèces d’arbres dominantes, Pinus massoniana et Schima superba, dans une forêt subtropicale de Chine, nous avons réalisé une expérience en serre sous trois niveaux de déposition d’azote (0, 10 et 20 g N m⁻² an⁻¹) et deux niveaux de chaulage (0 et 100 g CaCO₃ m⁻² an⁻¹). Les résultats montrent que (1) la déposition d’azote diminuait la germination des graines et la survie des plantules de P. massoniana mais n’affectait pas celles de S. superba; (2) la déposition élevée d’azote diminuait la hauteur et le diamètre de P. massoniana, mais n’affectait pas le diamètre de S. superba, et la faible déposition d’azote augmentait la hauteur de S. superba; (3) la déposition élevée d’azote diminuait les biomasses racinaire, aérienne et totale de P. massoniana et réduisait seulement la biomasse aérienne de S. superba; (4) le chaulage augmentait la hauteur de S. superba sous déposition élevée d’azote, mais diminuait la hauteur de P. massoniana sans égard au niveau de déposition d’azote. Ces résultats indiquent que l’augmentation de déposition d’azote pourrait améliorer la qualité de l’habitat et favoriser la croissance de S. superba, mais qu’elle réduirait la population de P. massoniana. Le chaulage ne semble pas efficace pour mitiger les effets négatifs de la déposition élevée d’azote dans cette région.

KEYWORDS:

• Fertilization
• seed germination
• seedling growth
• Pinus massoniana
• Schima superba

MOTS CLÉS:

• Fertilisation
• germination
• croissance des plantules
• Pinus massoniana
• Schima superba

Acknowledgments

We are grateful to Hugo Asselin and an anonymous reviewer for constructive comments.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This study was funded by the Natural Science Foundation of Zhejiang Province (No. LQ18C030001) and Key projects of Zhejiang Normal University (2017XM023 and 2017PT009).