Marie-Cecile Gruselle

Research Scientist

(+47) 403 00 878
marie-cecile.gruselle@nibio.no

Place
Ås O43

Visiting address
Oluf Thesens vei 43, 1433 Ås

To document

Abstract

Extreme climate events are increasingly impacting Central European forests. The 2018 drought and heat wave intensified tree mortality and bark beetle outbreaks. We examined how these disturbances altered water, organic-matter (OM), and nutrient fluxes in mixed beech (Fagus sylvatica)–maple (Acer pseudoplatanus) forests and Norway-spruce (Picea abies) stands on shallow, calcareous soils in central Germany. From 2018–2020 we collected bi-weekly samples of throughfall, stemflow, and free-draining lysimeter samples from different soil depths. The samples were analysed for pH, electrical conductivity (EC), dissolved and particulate organic carbon (DOC; POC), total dissolved nitrogen (DN), and nutrients. Linear mixed-effects models revealed strong species responses: mixed beech-maple exported more DN and calcium to deeper soil layers than spruce stands, whereas spruce had significantly higher DOC fluxes at all depths. Radiocarbon signatures indicated that spruce DOC is dominated by recent carbon inputs, while beech/maple DOC incorporates older, previously more stabilized OM. Drought-induced premature leaf fall, subsequent re-wetting events, bark-beetle infestation, and canopy opening contributed to amplify export of OM and nutrients to deeper soil horizons. Bark-beetle infestation of spruce stands mobilized phosphorus from the organic layer. Tree species, the post-drought monitoring phase, and soil depth together explained more than 65% of the variance in water, DOC, DN, Ca, pH, and EC fluxes, confirming that species-specific controls dominate post-drought biogeochemical dynamics. These findings underscore the vulnerability of common Central European forests to the combined pressures of drought and biotic stressors and highlight the importance of incorporating species-specific considerations into forest management adaptations.

Abstract

Rapporten beskriver utprøving av rotstokkmetoden som en naturbasert løsning for sikring av erosjonsutsatte elvekanter. Metoden ble etablert våren 2023 langs en om lag 80 meter lang strekning nederst i Gjødingelva i Hurdal kommune. Sikringen består av rotstokker stabilisert med stein, stedlige masser og et lag grus fra elvebunnen. Oppfølging med dronebaserte høydemodeller, visuelle observasjoner og vegetasjonskartlegging viser at sikringen og den tilstøtende kantsonen i hovedsak er stabile. Det er ikke observert fortsatt erosjon eller vesentlig masseforflytning. Vegetasjonen er i ferd med å reetableres naturlig, mens plantede stiklinger og små trær har hatt lav overlevelse. De foreløpige resultatene tyder på at metoden kan redusere erosjon og undergraving og samtidig gi et mer variert fysisk habitat enn tradisjonell erosjonssikring. Det er likevel behov for videre overvåking og utprøving på flere lokaliteter før det kan trekkes generelle konklusjoner om levetid og anvendelighet.

Abstract

Rapporten er bestilt av Vannområde Haldenvassdraget og oppdraget var å tallfeste ulike prosesser i kantsoner langs vassdrag, med fokus på hvordan de endrer seg avhengig av om det er trær eller gras langs med kantene. Talllfestingen er basert på en litteraturgjennomgang, og rapporten har tabeller med kvantifiserte beregninger av vann- og næringsopptak i vegetasjon, renseeffekt i kantsoner, kanterosjonsrater, og vanntemperatur. Rapporten har også illustrasjoner som beskriver prosessene. Litteratur er søkt på engelsk, tysk, norsk og fransk. Kapittel 8 oppsummerer funnene.