Chapitre 4. Bilan hydrique et croissance d’une jeune plantation d’Eucalyptus dans le Sud-Ouest de la
4.2 Matériels et méthodes
4.2.2 Dispositif expérimental
i. Mesures à Montbartier
Mesures météorologiques à 16 m et mesures dans le sol
Parmi le dispositif décrit dans le Chapitre 2, nous décrivons ici les mesures ayant servi spécifiquement pour cette étude. Pour les mesures de rayonnement, la station comprend un capteur de densité de flux de photons (cellule de silicium amorphe), PPFD en µmol m-2 s-1 (SKY 215 : Skye Instruments Limited, Powys, UK), un radiomètre, Rn en W m-2, (NR-Lite, Kipp et Zonen, Bohemia, NY, USA). La température de l’air, Ta en °C, et l’humidité relative, RH en %, sont également mesurées sous abri non ventilé (CS215, Campbell Scientific, Logan Utha, USA). La pluie incidente est mesurée par un pluviomètre à auget basculant (SBS500, Campbell Scientific, Logan Utha, USA).
Enfin la vitesse et la direction du vent sont données par un anémomètre-girouette à hélice (RM Young, Campbell Scientific, Logan Utha, USA). La teneur en eau du sol, SWC en m3 m-3, a été suivie par un
Espèces en présence Pinus pinaster Aït Pinus pinaster Aït Eucalyptus gundal
Age * 5.5 4.5 5.5
- Deux profils de 5 sondes chacun à -20 cm, -40 cm, -65 cm, -95 cm et -130 cm.
- Un profil de 3 sondes à -20 cm,-40 cm et -65 cm.
- Une sonde à -20 cm.
Le contenu en eau du sol total a été par la suite estimé sur l’horizon 0-150 cm.
Flux de sève et transpiration
La densité de flux de sève a été mesurée pour 6 arbres également suivis pour leur croissance radiale. La méthode de dissipation thermique (Granier 1985, 1987) a été utilisée et la transpiration a été calculée à partir de ces mesures selon l’approche décrite dans le Chapitre 2.
Biomasses de différents compartiments
Des mesures de biomasse par compartiment ont été effectuées sur 15 arbres-échantillons représentatifs de la parcelle en décembre 2009 (N. N’Guyen The et Francis Melun, comm. pers.).
Hauteur, diamètre à 1.30 m et poids de matière sèche ont été déterminés. Les compartiments de biomasse mesurés sont le bois du tronc, l’écorce du tronc, les branches et les feuilles. L’analyse de ces données a permis d’en déduire des relations allométriques pour les biomasses de chaque compartiment et pour la biomasse aérienne totale, Wi en kg arbre-1. Nous ne considérons dans ce Chapitre que la relation associée à la biomasse foliaire et la biomasse aérienne totale.
où DBH est exprimé en m et i représente soit le feuillage, soit la partie aérienne. Nous faisons l’hypothèse que cette relation est valable pour la période d’étude 2010-2011. Les modèles sont décrits dans le Tableau 4.2.
Tableau 4. 2 Synthèse des relations allométriques établies sur le site d’Eucalyptus en décembre 2009.
Croissance des arbres et chute de litière
L’étude de la croissance radiale a été menée suivant deux protocoles. Les 6 arbres suivis pour les
DBH
ii i
a
bW = ×
Equation 4. 1Modèle allométrique ai bi Somme des carrées P-value
Total Résidus
Biomasse foliaire 260.6 1.7521 605.1 6.5611 <0.0001
Biomasse du tronc 1926.3 2.1646 6355.0 24.3061 <0.0001
Biomasse de l’écorce 153.9 1.7745 192.9 0.8406 <0.0001
Biomasse des branches 1276.6 2.4178 1026.0 24.3849 <0.0001
Biomasse aérienne totale Wa 3281.7 2.1143 22527.3 44.3645 <0.0001
l’aide de microdendromètres fabriqués au laboratoire. Par ailleurs, en juillet 2010, janvier 2011 et juillet 2011, la circonférence du tronc à 1.30 m du sol, dont le diamètre DBH en cm a été déduit sous l’hypothèse d’une section horizontale circulaire, a été mesurée sur un échantillon de 287 arbres contenu dans la placette de 50×50 m. Ces mesures ont par ailleurs permis de calculer les biomasses pour chacune de ces périodes. Un sous-échantillon de 32 tiges (1 arbre sur 10 + 6 arbres suivis pour le flux de sève et la croissance radiale) a été sélectionné pour la mesure de hauteur totale, Ht (méthode de triangulation au Vertex).
La chute de litière a été suivie par relevés mensuels de 20 pièges circulaires de 0.716 m2 de superficie, placés approximativement à 20 cm au-dessus de la surface. Ils ont été répartis aléatoirement le long des arbres et dans l’inter-rang. La masse sèche des feuilles et autres fractions a été déterminée séparément, après passage à l’étuve à 65°C.
Efficience d’utilisation de l’eau
L’efficience d’utilisation de l’eau, WUE, a été définie ici comme le rapport entre l’incrément annuel en biomasse aérienne et la transpiration annuelle, soit :
Les périodes sélectionnées pour ce calcul sont 2010 et 2010-2011 (du 05/2010 au 04/2011).
ii. Mesures à Bilos 1 et Bilos 2
Mesures météorologiques à 6.7 m et mesures dans le sol
Ces mesures ont déjà été décrites au cours des Chapitres 2 et 3. Nous rappelons ici les mesures nécessaires à cette étude. Sur les deux sites, le capteur CNR4 (Kipp et Zonen, Delft, The Netherlands) a été installé pour mesurer les 4 composantes du bilan d’énergie en W m-2, le rayonnement global incident Rg, le rayonnement global réfléchi aRg, le rayonnement atmosphérique incident LW↓, et le rayonnement de grande longueur d’onde émis par la surface, LW↑. Le rayonnement net, Rn en W m-2 est déduit de l’équation bilan :
↑
−
↓ +
−
= R aR LW LW
R
n g g Equation 4. 3
La température de l’air, Ta, et l’humidité relative, RH, ont été également mesurées (CS215, Campbell Scientific, Logan Utha, USA) à z = 6 m sur les deux sites. La pluie incidente est mesurée par un pluviomètre à auget basculant (Bilos 1 : ARG100, Campbell Scientific, Bilos 2 : R100, Munro
E W
a= ∆ WUE
Equation 4. 2
m3 m-3, a été suivie par un réseau de 24 sondes TDR réparties dans 4 profils à Bilos 1 et 8 sondes TDR sur 2 profils à Bilos 2 (Time Domain Reflectometry, CS615, Campbell Scientific, Logan Utah, USA) : Bilos1 :
- Deux profils à 0.15 (×2), 0.30, 0.45, 0.60 et 0.80 m - Deux profils à 0.15 (×2), 0.30 (×2), 0.45 et 0.60 m Bilos 2 :
- Deux profils à 0.10, 0.20, 0.45 et 0.80 m
Le contenu en eau du sol total, résultant d’un profil moyen, a été par la suite estimé sur l’horizon 0-80 cm sur les deux sites.
Flux de sève et transpiration
La méthode est la même que celle utilisée à Montbartier avec un calcul de la surface d’aubier dans chacun des deux sites.
Estimation de la biomasse aérienne totale.
Pour l’évaluation de la biomasse aérienne totale Wa à partir des caractéristiques dimensionnelles des arbres, la relation de Porté et al. (2000) ajustée sur jeune peuplement a été utilisée.
621 . 0 885
. 1
2
DBH age
10 395 .
5 × × ×
=
−W
a Equation 4. 4Croissance radiale et chute de litière
L’étude de la croissance radiale a été menée suivant deux protocoles :
- mesure en continu du diamètre sur 6 arbres de Bilos 1 et 6 arbres de Bilos 2, à l’aide de microdendromètres, fabriqués au laboratoire ;
- mesure annuelle de la circonférence à 1.30 (mètre ruban) en février 2009, février 2010 et décembre 2010.
La chute de litière a été suivie uniquement à Bilos 1, par la mise en place de 20 pièges circulaires de 0.716 m2 de superficie, placés approximativement à 20 cm au-dessus de la surface. Ils ont été répartis aléatoirement le long des arbres et dans l’inter-rang. Le contenu des pièges a été collecté une fois par mois en période hivernale et 2 fois par mois en période estivale. Les biomasses des {feuilles} et {autres fractions} ont été déterminées séparément, après séchage en étuve ventilée à 65°C.
Efficience d’utilisation de l’eau.
L’Equation 4.2 est utilisée pour calculer l’efficience d’utilisation de l’eau. Les périodes utilisées pour ce calcul sont 2009 et 2010 à Bilos 1 et 2.