Long-term thinning effects on the forest floor and the foliar nutrient status of Norway spruce stands in the Belgian Ardennes Mathieu Jonard, Laurent Misson, and Quentin Ponette Abstract: The long-term impact (30 years) of three contrasting thinning programs (unthinned, moderately thinned, and heavily thinned) on selected forest-floor properties and on the foliar nutrient status of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stands (46, 50, and 67 years old) was evaluated at three sites on acid soils in the Belgian Ardennes. Sampling involved needles (current-year, 1-year-old, and recently fallen) and soil organic layers (OL, OF, OH, OA). For all sam- ples, dry mass and element concentrations (C, N, P, Ca, Mg, K, Na, Mn, Al, Fe) were determined. Linear mixed mod- els were used to analyze these data and showed that forest-floor mass was negatively affected by thinning (p = 0.0003) and that the N concentration in the forest floor increased with thinning intensity (p= 0.0008), while its Mn concentra- tion decreased (p< 0.0001). The N, P, and K concentrations in the current-year needles were decreased by thinning (p< 0.05), while the Ca, Mg, and Na concentrations were not affected. We hypothesize that thinning negatively af- fected N, P, and K nutrition by removing the nutrients contained in the thinned trees and by decreasing the forest-floor thickness, thus reducing its nutrient contents and its ability to support root growth. Résumé : L’effet à long terme (30 ans) de différentes intensités d’éclaircie (nulle, moyenne et forte) sur certaines propriétés physico-chimiques des couches holorganiques et sur les teneurs foliaires en pessière de l’épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) a été évalué à trois endroits dans les Ardennes belges (peuplements âgés de 46, 50 et 67 ans). L’échantillonnage a porté sur trois types d’aiguilles (de l’année, âgées d’un an et récemment tombées) et sur quatre couches holorganiques (OL, OF, OH, OA). Pour chaque type d’échantillons, le poids sec et les concentrations en élé- ments minéraux (C, N, P, Ca, Mg, K, Na, Mn, Al, Fe) ont été déterminés. Des modèles linéaires mixtes ont été utilisés pour analyser ces données et ont montré que l’accumulation de matière sèche dans les couches holorganiques diminuait avec l’intensité d’éclaircie (p = 0,0003). La teneur en N des couches holorganiques était plus élevée dans les placettes éclaircies (p= 0,0008) alors que la teneur en Mn y était plus faible (p< 0,0001). Les teneurs en N, P et K des aiguil- les de l’année étaient moins élevées dans les placettes éclaircies (p< 0,05) alors que celles en Ca, Mg et Na n’étaient pas significativement affectées par l’éclaircie. Nous supposons que l’éclaircie a eu un effet dépressif sur la nutrition en N, P et K étant donné qu’elle a été associée à une exportation d’éléments minéraux et qu’elle a réduit l’épaisseur des couches holorganiques ce qui a diminué leur réserve en nutriments et limité le développement racinaire. Jonard et al. 2695 Introduction The forest floor, the layer of organic matter above the mineral soil, is important for nutrient and water cycles. In nutrient-poor ecosystems, fine roots develop abundantly in the lower, well-decomposed layers of the forest floor (Leuschner 1998), which are generally richer in nutrients and retain much more plant-available water than the under- lying mineral horizons. However, one may wonder whether organic-matter accumulation favors tree nutrition. Although thick organic layers provide an alternative medium for root growth on nutrient-poor acidic soils (Northup et al. 1995; Leuschner 1998; Ponge 2003), they immobilize nutrients in litter during the first stages of decay (Berg and McClaugherty 2003). On a broader scale, the storage of or- ganic matter in the forest floor is also of concern in terms of the global carbon budget. In undisturbed forest ecosystems, organic-matter accumu- lation in the forest floor results from inputs of litterfall and outputs that occur mainly through litter CO 2 release, leach- ing of dissolved organic matter, and transport of organic res- idues into the mineral soil by fauna. However, disturbances of natural or human origin like wildfire and timber harvest- ing can drastically affect the amount of accumulated organic matter (Covington 1981; Fisher and Binkley 2000; Berg and McClaugherty 2003). Management practices may influence the fluxes regulating organic-matter storage in the forest floor. Using a chrono- Can. J. For. Res. 36: 2684–2695 (2006) doi:10.1139/X06-153 © 2006 NRC Canada 2684 Received 23 August 2005. Resubmitted 8 March 2006. Accepted 9 June 2006. Published on the NRC Research Press Web site at http://cjfr.nrc.ca on 9 November 2006. M. Jonard 1 and Q. Ponette. Faculté d’Ingénierie Biologique, Agronomique et Environnementale, Unité des Eaux et Forêts, Université Catholique de Louvain, Croix du sud 2/009, 1348 Louvain-la-Neuve, Belgium. L. Misson. Department of Environmental Science, Policy and Management, 151 Hilgard Hall, University of California Berkeley, Berkeley, CA 94720-3110, USA. 1 Corresponding author (e-mail: jonard@efor.ucl.ac.be).