Effects of mesh bag enclosure and termites on fine woody debris decomposition in a subtropical forest

The role of insects in terrestrial decomposition remains poorly resolved, particularly for infrequently studied substrates like small diameter woody debris. Uncertainty about how mesh bags used to exclude arthropods may affect decomposition rates continues to impede progress in this area. We sought to (1) measure how insects affect the decomposition of small diameter (<2.5 cm) Triadica sebifera L. “twigs” and (2) test for unintended effects of mesh bags on wood decomposition using machined wooden dowels of similar size and specific gravity. In subtropical forests, three twig diameter classes plus dowels were enclosed in two mesh sizes (0.3 or 1 mm openings) or left unenclosed over a 20-month study period. Unenclosed twigs lost significantly more mass than those within fine mesh bags. Because this effect was consistent throughout the study (reaching nearly 80% mass loss), our findings suggest the invertebrate influence does not disappear or attenuate over time. Our dowel data (limited to dowels with no evidence of insect activity) show that fine and coarse mesh bags accelerate the decomposition of enclosed woody material, suggesting insects contributed even more to the decomposition of tallow twigs than our measure of 9 – 10%. Termites exhibited a strong preference for larger diameter twigs, resulting in temporary differences in decomposition rates among diameter classes. Our findings confirm the importance of insects to wood decomposition and highlight the need to incorporate these organisms in models of carbon and nutrient cycling.

ZusammenfassungDie Rolle der Insekten in Zersetzungsprozessen an Land ist nur unvollständig geklärt, insbesondere bei selten untersuchten Substraten wie Totholz mit geringem Durchmesser. Die Ungewissheit, wie die Gazebeutel, mit denen Arthropoden ferngehalten werden sollen, die Abbauraten beeinflussen, behindert den Fortschritt auf diesem Feld. Ziel unserer Studie war es, (1) den Einfluss von Insekten auf den Abbau von dünnen (<2.5 cm) Talgbaumzweigen (Triadica sebifera L.) zu messen und gleichzeitig (2) zu testen, ob unbeabsichtigte Effekte der Gazebeutel auf den Holzabbau eintraten, indem wir maschinell hergestelltes Rundholz von ähnlicher Größe und spezifischer Dichte einsetzten. In subtropischen Waldstandorten wurden drei Zweigdickenklassen und ein Rundholz in Gazebeuteln (Maschenweiten: 0.3 und 1.0 mm) bzw. offen für 20 Monate ausgelegt. Die offen ausgelegten Zweige verloren signifikant mehr Masse als die in engmaschigen Beuteln. Da dieser Effekt über die gesamte Untersuchungsdauer hinweg anhielt (mit fast 80% Massenverlust), legen unsere Befunde nahe, dass der Einfluss der Invertebraten nicht mit der Zeit abnimmt oder verschwindet. Unser Experiment mit Holzstäben, bei dem nur die Stäbe ohne erkennbare Insektenaktivität berücksichtigt wurden, zeigt, dass feine und gröbere Gaze den Abbau des eingeschlossenen Holzmaterials beschleunigt, was schließen lässt, dass Insekten sogar mehr zum Abbau der Talgbaumzweige beitrugen als unser Messergebnis von 9 – 10%. Termiten zeigten eine deutliche Präferenz für dickere Zweige, was zeitweilige Unterschiede bei den Abbauraten der einzelnen Dickeklassen zur Folge hatte. Unsere Ergebnisse bestätigen die Bedeutung von Insekten bei der Holzzersetzung und unterstreichen die Notwendigkeit, diese Organismen in Modellen der Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe zu berücksichtigen.