Forest ecosystems in southern Quebec have been exposed to high levels of atmospheric acid deposition for many decades. American beech (Fagus grandifolia Ehrh.), an acid-tolerant species, is increasing in abundance in the sugar maple (Acer saccharum Marsh.) dominated forest of southern Quebec. I therefore hypothesized that beech is better adapted than sugar maple to access the soil Ca in these forests. In my thesis, I partitioned the source of soil Ca by horizon/depth for beech foliage at two sites of contrasting soil fertility using a Ca/Sr approach. The discrimination of Ca over Sr by beech was determined by sampling seedlings and their extended rhizosphere (n = 40) on sites with large differences in Ca and Sr supply, as well as Ca/Sr ratios. With the discrimination function determined (R2=0.5, p<0.05), a study was conducted to determine if leaf Ca/Sr was independent of the height of sampling. Trees were sampled at three different heights (3, 6, and 13 m). Leaf Ca/Sr was found to be independent of the height of sampling in both sugar maple and beech (p = 0.67). Mature beech trees were sampled on a poor sandy ridge in the Morgan Arboretum (n = 22) and in the Hermine watershed in the Lower Laurentians (n =18). At both sites, soils were acidic with decreasing fertility with depth and low Ca/Al ratios. Beech was found to take up soil Ca primarily from the F horizon on both sites (> 60%) and the contribution from deeper soil horizons generally decreased with depth. The more superficial uptake of Ca by beech compared to sugar maple could provide it with a competitive advantage in terms of nutrition which could explain in part its increasing dominance in the Quebec landscape. / La forêt du sud du Québec reçoit depuis plusieurs décennies des niveaux de déposition acide élevés. Le hêtre d'Amérique (Fagus grandifolia Ehrh.), une espèce adapté aux conditions de sol acide, a gagné en abondance dans la forêt du sud du Québec qui est dominé par l'érable à sucre (Acer saccharum Marsh.). J'ai donc émis l'hypothèse que le hêtre est mieux adapté que l'érable à sucre pour accéder au Ca du sol dans ces forêts. Dans ma thèse, j'ai partitionné la source de Ca du sol des feuilles du hêtre par horizon/profondeur à deux stations de fertilité différente au moyen de l'approche des ratios de Ca/Sr. La discrimination entre le Ca et le Sr par le hêtre a été déterminé en échantillonnant des semis avec leur rhizosphère (n = 40) sur des stations présentant des niveaux de Ca, Sr et Ca/Sr très différents. Une fois la fonction de discrimination établie (R2=0.5, p<0.05), une étude a été faite pour déterminer si les ratios de Ca/Sr dans les feuilles variaient avec la hauteur d'échantillonnage. Les arbres ont été échantillonnés à trois hauteurs (3, 6 et 13 m). Les ratios de Ca/Sr des feuilles s'est avéré indépendant de la hauteur d'échantillonnage chez l'érable à sucre et le hêtre (p = 0.67). Des hêtres matures ont ensuite été échantillonnés sur un sol sableux de l'Arboretum Morgan (n = 22) et dans le bassin de l'Hermine dans les Laurentides (n = 18). Les sols étaient acides avec des ratios Ca/Al bas aux deux stations et leur fertilité décroissait avec la profondeur. La source première de Ca pour les feuilles de hêtre est l'horizon F aux deux stations (> 60%) et la contribution des horizons plus profonds décroîent généralement avec la profondeur. L'absorption moins en profondeur du Ca du sol par le hêtre par rapport à l'érable à sucre pourrait être n avantage en terme de nutrition, ce qui pourrait expliquer en partie sa plus grande abondance dans les forêts du sud du Québec.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103732 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Chen, Ching-Chih |
| Contributors | Benoit Cote (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Natural Resource Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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