Comparaison entre les flux de respiration du sol de différentes parcelles forestières en France et en Belgique

(1)

HAL Id: hal-02832269

https://hal.inrae.fr/hal-02832269

Submitted on 7 Jun 2020

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Comparaison entre les flux de respiration du sol de différentes parcelles forestières en France et en Belgique

Bernard Longdoz, Jérome Ngao, D. Perrin, G. Vincent, M. Aubinet, André Granier, Daniel Epron

To cite this version:

Bernard Longdoz, Jérome Ngao, D. Perrin, G. Vincent, M. Aubinet, et al.. Comparaison entre les flux de respiration du sol de différentes parcelles forestières en France et en Belgique. 6. Journées d’Ecologie Fonctionnelle, Mar 2004, Rennes, France. 13 p. �hal-02832269�

(2)

COMPARAISON ENTRE LES FLUX DE

RESPIRATION DU SOL DE DIFFÉRENTES

PARCELLES FORESTIÈRES EN FRANCE ET

EN BELGIQUE

LONGDOZ B.1_{, NGAO J.}1_{, PERRIN D.}2_{, VINCENT G.}3_,

AUBINET M.2_{, GRANIER A.}1_{, EPRON D.}4

1 _{INRA, Centre de Nancy, France}

2 _{Faculuté Universitaire des Sciences Agronomiques de}

Gembloux, Belgique (FUSAGx)

3 _{Université de Franche-Comté, Besançon, France}

(3)

OBJECTIF GENERAL

Quantification de l’impact des facteurs climatiques et des propriétés de l’écosystème sur la variabilité inter-parcelle du flux de CO₂ provenant du sol (Rs)

1. Comparaison des systèmes de mesure et mise au point de protocole commun.

2. Quantification de l’impact des facteurs climatiques sur Rs pour chaque parcelle.

3. Identification des propriété de l’écosystème influençant la variabilité de Rs

(4)

PRESENTATION DES SITES

•

Vielsalm, FUSAGx

•

Hesse, INRA de Nancy

•

Chaux, Université de Franche-Comté 50°18’N 6°00’E 48°40’N 7°05’E 47°07’N 05°42’E Position 450 m 8,5°C 800 mm Vielsalm 300 m 10.5°C 1150 mm Hesse 250 m 10,3°C 950 mm Chaux Elevation Air temperature Precipitation Site 50°18’N 6°00’E 48°40’N 7°05’E 47°07’N 05°42’E Localisation 450 m 8,5°C 800 mm Vielsalm 300 m 10.5°C 1150 mm Hesse 250 m 10,3°C 950 mm Chaux Altitude Temp. de l ’air Précipitation Site

(5)

1.07 1.044 1.038 0.997 0.978 1.024 1.108 1.103 1.078 densité densité 1.75 1.12 1.09 0.78 Haut. litière (cm) Haut. litière (cm) 3.59 4.53 4.5 4.5 5 4.46 4.26 4.49 4.43 pH H pH H₂₂OO 3.46 3.79 3.61 3.68 pH pH KClKCl 57.3 43.7 29.67 27.44 29.61 [C] g.kg [C] g.kg--11 ₍₀₍₀_-_-_{8 cm)}_{8 cm)} 1.90 22.7 35 4 - 8 Hêtre/Sapin H3 H3 Dystric Cambisol Gleyic Luvisol Luvisol/Stagnic luvisol Classe du sol Classe du sol 27%(S_a); 55%(S_i); 18%(C) 20%(S_a); 50%(S_i); 30%(C) 7%(S_a); 64%(S_i); 29%(C) Texture Texture 4.8 2.9 1.41 1.84 [N] g.kg [N] g.kg--11 ₍₀₍₀_-_-_{8 cm)}_{8 cm)} 7.9 C2 C2 Forêt stratifiée 7.2 Feuillus mélangés C1 C1 Chaux Chaux 112 129 19.7 20.7 Surface

Surface terrièreterrière

(m (m22_.ha)_.ha) 68 95 35 35 Age (années) Age (années) 5.0 3.3 7.4 5.5 - 8 6.3 LAI LAI Douglas Hêtre Hêtre Espèce Espèce V2 V2 V1 V1 C3 C3 H2 H2 H1 H1 parcelles parcelles Vielsalm Vielsalm Hesse Hesse Sites Sites

(6)

MATERIEL AND METHODOLOGIE

LICOR 6200 LICOR 6200 Gx Gx EGM EGM--4 4 PP SYSTEM PP SYSTEM LICOR 6200 LICOR 6200 Ref Ref LICOR 6200 LICOR 6200 INRA INRA Li 6000 Li 6000--99 Homemade Homemade Chamber Chamber 1. Quatre systèmes de mesure de Rs

3. Contenu en eau du sol (θ) • Thetaprobe • profondeur 0-20 cm depth • Fixe ou mobile 2. Température du sol (Ts) • Thermocouple • Profondeur 10 cm

• Fixe (station) ou mobile (inséré dans le sol près du point de mesure)

(7)

COMPARISON COMPARISON

1.

1. Protocole

Protocole

2.

2. Flux

Flux

3.

3. θ

θ

4.

4. Ts

Ts

Deux campagnes de mesures avec les quatre systèmes : 05/03 Vielsam (12 points)

09/03 Hesse (20 points)

Une campagne dans chaque site avec le système de référence et le système « local »

(8)

Pch – Pair < 0.1 Pa (Fang & Moncrieff, 98; Longdoz & al. 2000) 60 s suffisant entre deux mesures sur le même point

Pas d ’impact de la durée de la mesure (entre 45 et 75 s)

Insertion directe des chambres génère des Rs plus important 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 8:24 9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 Heure R s (µ m o l C O2 .m -2 .s -1 )

Collier 4 Collier 5 Collier 6

insertions

1. Protocole

(9)

a

a RsRs_Licor_Licor _INRA_INRA = 0.9733*= 0.9733*RsRs_{Licor Ref}_{Licor Ref} + 0.0291+ 0.0291 b

b RsRs_PP_PP _System_System = 1.1472*= 1.1472*RsRs_{Licor Ref}_{Licor Ref} + 0.1392+ 0.1392 c

c RsRs_{Licor Gx}_{Licor Gx} = 1.044*= 1.044*RsRs_{Licor Ref}_{Licor Ref} + 0.3496+ 0.3496

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

Rs Licor Ref (µmol CO2.m-2.s-1)

R s L ic o r IN R A ( µ m o l C O 2 .m -2 .s -1 ) 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

Rs Licor Ref (µmol CO2.m -2 .s-1) R s P P S y s te m (µ m o l C O 2 .m -2 .s -1 ) 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

Rs Licor Ref (µmol CO2.m -2 .s-1) R s L ic o r G x (µ m o l C O 2 .m -2 .s -1 ) R R2 2 _{= 0.895}_{= 0.895} RR22 = 0.77= 0.77 R R22 _{= 0.666}_{= 0.666} a a c c b b Equations

Equations des systèmesdes systèmes :: 2. Flux

(10)

3.

3. θθθθθθθθ

4. Ts

• Auparavant: Thermocouple à 10 cm • Maintenant: nouvelle sonde (0 – 5 cm,

10 cm) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 θ Lab analysis (m 3.m-3) θ T h et ap ro b e (m 3 .m -3 ) Theta 1 Theta 2 Theta 3 '1/1'

(11)

IMPACT DES FACTEURS CLIMATIQUES

1. Mesures sur 12 colliers au minimum à plusieurs dates

2. conversion en Rs_ref en utilisant les équations “systèmes”

3. une valeur moyenne de Rs_ref , Ts et θ par date de mesure Pour chaque parcelle : Chaux Hesse Vielsalm N° jour 50 100 150 200 250 300 0 1 2 3 4 5 6 R s (µ mo lC O 2 .m -2 .s -1 )

(12)

) ( 10 10 10 10

Q

fct

θθθθr

Rs

==== ∗∗∗∗ T  ∗∗∗∗     −−−− avec θr = θ/θ_sat Modèle Modèle

Modèle multiplicatif: séparation des impacts de θ et Ts

fct(θr) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 θr_min θr_max

Déterminé sur une plage étroite de Ts

(13)

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 C1 C2 C3 H1 H2 H3 V1 V2 Plots R s 10 (µ m ol m -2 s -1 ) Q 1 0 ( -) Rs10 Q10

Tendance : petit Rs₁₀ et Q₁₀ pour les parcelles jeunes ou/et de conifères (à confirmer)

VARIABILITE INTER

(14)

CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

Relativement bonne correspondance entre les

systèmes étude de la variabilité inter-parcelle réaliste

Petit SR₁₀ et Q₁₀ pour parcelle jeune et/ou de conifère ?

Travail en cours (plus de mesures par parcelle, plus de parcelles)