Les recherches menées par l’Inra de Nancy-Lorraine en forêt guyanaise

Les recherches menées

par l’Inra de Nancy-Lorraine en forêt guyanaise

D. Bonal (INRA Kourou, 1996-2009) (INRA Nancy, 2009- …)

Avec les contributions de S. Ponton et M. Buée

• 83 500 km

• 250 000 hab en 2014

• Climat tropical humide

• 90% FTH

3

1980 1990 2000 2010

Historique de l’Intensité des Travaux de Recherche

Aussenac Guehl Ducrey

Aussenac Guehl Granier Garbaye

Guehl Granier Dreyer Garbaye

Bonal Ponton Dupouey Dreyer

Buee / Marcais

Disciplines :

• Ecologie

• Ecophysiologie

• Bioclimatologie

• Microbiologie

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Les forêts tropicales humides de Guyane

• Nombre d’espèces d’arbre identifiées ≈

• Nombre d’espèces par hectare ≈

• Surface Terrière ≈

• Biomasse sur pied

≈

1 500

150 - 200

30 m ² ha ^-1

300 t _MS ha ^-1

Questionnements scientifiques

• Quelle est la diversité fonctionnelle de ces espèces ?

Photosynthèse, transpiration, résistance à la sécheresse …

• Comment une telle diversité d’espèces s’est mise en place (évolution) et peut se maintenir (dynamique, stratégie écologie) ?

• Quel rôle jouent les microorganismes du sol dans ce fonctionnement ?

• Quel rôle joue cet écosystème dans le puits de carbone biosphérique ?

Flux et Bilan de Carbone ?

• Impact des changements climatiques sur le fonctionnement de cet écosystème ?

Effet des sécheresses ?

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Questionnements scientifiques

• Des travaux de recherche à vocation de recherche fondamentale [production de recherche cognitive]

• Quelques travaux menés en collaboration avec la STIR Guyane

pour des questionnements finalisés : production de recherche

appliquée

Diversité fonctionnelle

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Diversité du fonctionnement foliaire

• Quelle est la diversité fonctionnelle de ces espèces ?

Efficience d’utilisation de l’eau :

0 5 10 15 20

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Fréquence (%)

Efficience d'utilisation de l'eau (µmol / mol)

Forêt de Guyane Forêt de Chêne Parcelle de 1 ha 180 arbres

64 espèces

Arbres dominants de la canopée

Perspectives

 Modélisation du fonctionnement de

l’écosystème complexe du fait de cette variabilité

Diversité du fonctionnement foliaire

0 5 10 15 20

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Efficience d'utilisation de l'eau (µmol / mol)

Forêt de Guyane Forêt de Chêne

• Quelle est la diversité fonctionnelle de ces espèces ?

Efficience d’utilisation de l’eau :

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Croissance

secondaire

Croissance

• Dynamique de la croissance des arbres de la forêt guyanaise ?

Contrairement aux espèces tempérées, les vitesses de croissance des arbres tropicaux et les facteurs qui peuvent les affecter sont mal connus, en raison notamment de l’absence de cerne visible.

-> Gestion durable des forêts impossible si l’on ne connaît pas la vitesse de renouvellement de la ressource !!

Dendroécologie tropicale :

Recherche de marqueurs chimiques permettant la reconstruction a posteriori de la croissance radiale et la datation des arbres.

 Identification de variations saisonnières de la composition isotopique et de la composition élémentaire du bois.

Variations radiales du strontium (synchrotron SOLEIL)

Etude de la phénologie de la croissance cambiale

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

102030405060

Nombre de cellules cambiales

Mois de l’année

Parkia nitida

100200300400500 Précipitations (mm)

Croissance

• Dynamique de la croissance des arbres de la forêt guyanaise ?

Alternance de périodes de faible et forte activités de croissance …

… en lien avec la phénologie foliaire chez les espèces décidues et avec la saisonnalité chez les espèces sempervirentes

Perspectives

 Etudier les effets des variations climatiques sur la croissance des arbres tropicaux

 Anticiper les effets des changements

climatiques sur la forêt guyanaise

Diversité

microbienne

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Rôle des interactions biotiques (microorganismes / plantes) dans le maintien de la diversité des arbres tropicaux

• Quels facteurs entretiennent la diversité des arbres ?

• Rôle relatif des facteurs abiotiques et biotiques (interactions avec les microorganismes) dans la distribution spatiale des arbres ?

• Les résultats montrent une grande spécificité des communautés fongiques en fonction des essences.

• Les espèces d’arbre sont donc un filtre environnemental déterminant la diversité des communautés : « préférence d’hôte »

1 point = 1 communauté fongique sous 1 arbre

Perspectives

 Quelles types de relations entre arbres et

communautés fongiques ? (Pathogènes /

Symbiotiques)

Flux et Bilans de Carbone entre

l’écosystème et l’atmosphère

Mise en place en 2003

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Fonctionnement de l’écosystème

• Flux annuels de CO

GPP, RE et NEE

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Fonctionnement de l’écosystème

• Bilan annuel de CO

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

• L’écosystème étudié est un PUITS de carbone pour l’atmosphère depuis 2004

• Moyenne de 3.3 tC ha

an

• Grande variabilité interannuelle de ce bilan

Perspectives

 Comprendre les facteurs qui expliquent ces variations afin

d’améliorer la paramétrisation des modèles de dynamique de

végétation ou des modèles globaux qui permettent de simuler le

fonctionnement futur des biomes

Impact de l‘exploitation sur la

dynamique des stocks de carbone

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Impact de l’exploitation sur la dynamique des stocks de carbone

0 5 10 15 20

Années depuis l’exploitation

TSI = Timber stand improvement

Perspectives

 Définir les rythmes d’exploitation forestière « durable » optimisant

les flux et qui permettent le maintien de la biodiversité

Merci de votre attention …

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2014 : L'exploitation de bois guyanais représente 80 000 m3 de grumes

Parmi les 80 essences exploitées en Guyane, trois constituent près de 80 % du volume de la récolte :

•l'Angélique (Dicorynia guianensis)

•les Gonfolos (Qualea rosea et Ruizterania albiflora)

•le Grignon Franc (Sextonia rubra).