Influence des traits des espèces sur la respiration du sol dans une plantation forestière tropicale

Texte intégral

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Influence des traits des espèces sur la respiration du sol dans une plantation forestière tropicale

Laetitia Brechet, Stéphane Ponton, Jacques Roy, Daniel Epron

To cite this version:

Laetitia Brechet, Stéphane Ponton, Jacques Roy, Daniel Epron. Influence des traits des espèces sur la respiration du sol dans une plantation forestière tropicale. 9. Journées d’Ecologie Fonctionnelle, Mar 2007, Biarritz, France. 14 p. �hal-01032071�

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Influence des traits des

Influence des traits des

Influence des traits des

Influence des traits des

espèces sur la respiration

espèces sur la respiration

du sol dans une plantation

du sol dans une plantation

du sol dans une plantation

du sol dans une plantation

forestière tropicale

forestière tropicale

Laëtitia BRECHET1, Stéphane PONTON2, Jacques ROY3, Daniel EPRON2

1UMR ECOFOG, Campus agronomique, 97387 Kourou Guyane Française

2UMR EEF, INRA Nancy, 54280 Champenoux, y, p

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Contexte général

Impacts

des

changements globaux

Les écosystèmes forestiers = 46,3% du C pour 27,8% de la surface terrestre (Watson et al.,

2000) 2000)

FORETS TROPICALES

FORETS TROPICALES

PUITS ou SOURCES C ?

Diversité des espèces

(l G 200

Flux biogéochimiques

(R i ti d l 2/3

(la Guyane ~ 200 esp. arbres.ha-1)

(Respiration du sol (RS) ~ 2/3

de RECO, et fortes valeurs)

?

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Contexte général

9

9 Différentes composantes à l’origine de la Respiration du sol (RS)

Facteurs biotiques Rs Litière Litière aérienne Facteurs abiotiques T°C et H Rml RmMOS Matière O i l Rr Litière racinaire Lessivage Organique sol Rmr exudats g Type de sol 2

(5)

Contexte général

9

Variabilité spatiale

:

9

Variabilité spatiale

:

1- Des facteurs abiotiques

- la température (Ts) : « varie peu » (Salimon et al., 2004) - l’humidité du sol (H)

- le type de sol (densité apparente texture ) - le type de sol (densité apparente, texture…)

2- Des facteurs biotiques

- la qualité, et la quantité de litière aérienne et souterraine - les communautés microbiennes

Cette étude permet d’expliquer 67% de la variabilité de RS (Guyane française)

p t value SE Coef SE t value p Coef 0 1 1 67 0 05 0 10 D ité i i 0.02 -2.44 1.92 -4.67 Contenu en eau 0.008 -2.85 0.75 -2.12 Densité apparente p t value SE Coef. 0 1 1 67 0 05 0 10 D ité i i 0.02 -2.44 1.92 -4.67 Contenu en eau 0.008 -2.85 0.75 -2.12 Densité apparente p t value SE Coef. 3 Epron et al., 2006 Guyane

<0.0001 6.85 0.99 6.84 Residual intercept 0.1 1.67 0.05 0.10 Densité racinaire <0.0001 6.85 0.99 6.84 Residual intercept 0.1 1.67 0.05 0.10 Densité racinaire

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Hypothèse et objectifs :

des cycles biogéochimiques différents pour des monocultures différentes

9 Mettre en évidence la gamme de variation de la respiration du sol pour des placettes monospécifiques d’une plantation tropicale

pour des placettes monospécifiques d une plantation tropicale,

9 Relier les valeurs de RS avec l’identité fonctionnelle de chaque placette caractérisée par les traits des espèces :

i. qualitatifs,

ii quantitatifs

ii. quantitatifs, iii. historiques.

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Modèle conceptuel de compartiment/flux

Traits des espèces

Qualité chimique Qualité chimique des Litières des Litières (N, C, P…) (N, C, P…) Production de Production de Litière Litière (ST, litières) (ST, litières)

+

Cycle biogéochimique du C y g q

R

R

SS Qualité du sol (Reich et al., 2003, Wright et al 2004) Wright et al., 2004) 5

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Matériels et méthodes

15 CHEMIN N

Diplotropis

purpurea Respiration du sol :

16 13 Platonia

insignis Caryocar

glabrum

Respiration du sol :

9 6 mesures/placette (EGM, PP système)

9 5 campagnes de RS

(février, mars, mai, juin, octobre 2005)

14 12 Hymenaea courbaril Vochysia tomentosa ( , , , j , ) 9 humidité Biomasse végétale : 11 Symphonia Sp I g

9 2 récoltes de litière/mois dans des bacs à litière (2004-2005)

9 surface terrière 10 8 9 Goupia glabra Peltogyne venosa Simarouba amara

Analyse chimique des litières de feuilles : 9 méthode NIRS (N, P, C, Lig, Hem, Cellulose)

6 7 venosa Eperua falcata amara Virola surinamensis

Analyse chimique du sol :

9 N, P, C, pH, Fe, CEC T t d l 4 5 3 Protium sagotianum Sterculia cf pruriens Carapa procera Texture du sol :

9 analyse granulométrique (argile, sable, limon)

Pas de différence entre placette pour la texture du sol

2 1

p

Qualea rosea Dicorynia

guianensis Analyses statistique :

9 ANOVA, ACP, Régression linéaire

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Résultats

2005 Données climatiques : 2005 400 500 600 20 25 100 200 300 5 10 15 0 100

jan feb mar apr mai jun jul aug sep oct nov dec 0 Précipitation (mm) Température (°C) Phénologie de la plantation : 95 120 g.m²) Précipitation (mm) Température ( C) s -1) Hu m 5 6 7 30 35

Humidité du sol (en %)

RS et humidité moyennes par campagne : 45 70 d e feuille (en e n µmol.m -2.s m idité du sol ( 2 3 4 5 10 15 20 25 -5 20

jan feb mar apr mai jun jul aug sep oct nov dec

Litière d RS (e (en %) 0 1 2

jan feb mar apr mai jun jul aug sep oct nov dec

0 5 10

7

(10)

Résultats :

variabilité élevée de RS entre placettes : effets espèces? s -1 ) 10 aaaaaaabbbbbbbbbbbbbbbbbddddddddddddddddddddd cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc 2 .s -1 ) (en µmol.m -2 . 6 8 aaaaaaa ddddddddddddddddddddd e n µmol.m -2 4 µmol m-2s-1 RS moyenne ( Valeur moyenne 2 4 m oyenne ( e R 0 2 ment osa ama ra procer a urpu rea prur iens falc ata ourbar il venosa S. spI ianen sis glabr a amensi s glab rum otia num Qros ea insi gnis RS m V. to me S. a C. pr o D. p urp S. pr u E. fa H. c ou P. ve S D. g uian G. g V. s urin am C. gl a P. s agot Q. r P. in

9 Forte variation pour RS entre les 16 placettes - d’un facteur 2.5,

- au mois de mars 3 - au mois de mars 3

(11)

Résultats :

la quantité de litière influence R

S R2 = 0.25 R2 = 0.34 6 7 8 .m -2 .s -1 ) 3 4 5 e (en µmol . 0 1 2 3 RS moyenn 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 R

Surface terrière (en m2.ha-1), Litière de feuille (en g

MS.m-2.an-1)

9 RS est positivement corrélée à la surface terrière et à la production de litière

RS vs production de litière (R²=0.71) Raich, et al., 1989

La qualité chimique de la litière de feuille contribue-t-elle

aussi à la respiration du sol?

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Résultats :

la qualité de la litière de feuille n’influence pas R

S y = 0.0032x + 2.5238 R2 = 0.2451 6 7 8 o l.m -2.s -1)

Traits des esp èces

Q lit Q litéé hi ihi i PP dd titi dd 3 4 5 e nne (en µm o Qualit

Qualitééchimique chimique

des Liti

des Litièèresres

(N, C, P (N, C, P……)) C é C Production de Litièèrere (ST, litièères)

+

Production de Litière (ST, litière) 0 1 2 0 200 400 600 800 RS moy e

Cycle biog éochimique du C

R

RSS

Qualité du sol

Litière de feuille (en m2.ha-1)

Qualité du sol

Tableau de corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles : Tableau de corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles :

N C P Lignine Cellulose

Hémi-cellulose Cendre Résidus 0 24 0 16 0 20 0 16 0 09 0 42 0 003 (RS vs Litière) r, p 0.24 p=0.363 0.16 p=0.552 0.20 p=0.452 0.16 p=0.544 0.09 p=0.727 -0.42 p=0.105 0.003 p=0.992 10 9 La qualité chimique ne permet pas d’expliquer les variations

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Résultats :

la richesse du sol en P stimule R

S

Traits des esp èces y = 0.12x + 2.32

R2 = 0.36 6 7 8 m ol.m -2 .s -1 ) y = 0.57x + 0.52 R2 = 0.30 6 7 8 m ol.m -2.s -1)

+

Qualit

Qualitééchimique chimique des Liti

des Litièèresres

(N, C, P (N, C, P……)) Production de Production de Liti Litièèrere (ST, liti

(ST, litièères)res)

2 3 4 5 y enne (en µ m 2 3 4 5 y enne (en µ m

Cycle biog éochimique du C

R RSS 0 1 0 5 10 15 20 25 30 RS mo y

Chute de P (en g P.m-2.an-1)

0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RS mo y

Quantité de P du sol (en g.kg-1)

Qualité du sol ( g ( g g )) 7 8 9 n mg.kg -1)

9 RS est corrélée positivement aux chutes de P via la quantité de litière y = 0.16x + 3.87 R2 = 0.71 3 4 5 6 e P du sol (e n 0 1 2 0 5 10 15 20 25 30 Quantité d e

9Les chutes de P (via la quantité de litière) expliquent aussi les

11 Chutes de P (en g P.m-2.an-1)

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Conclusion

9 R en milieu tropical semble plus reliée à une différence de production de

9 RS présente une large gamme de variation (facteur 2.5)

9 RS en milieu tropical semble plus reliée à une différence de production de litière de feuille qu’à la qualité chimique de celle-ci

9 La production de litière accroît la quantité de P du sol et stimule RS

Qualité chimique

Qualité chimique Production deProduction de

Qualité chimique Qualité chimique des Litières des Litières (N, C, P…) (N, C, P…) Production de Production de Litière Litière (ST, litières) (ST, litières)

+

+ Cycle biogéochimique du C

R

R

+

R

R

SS + + Qualité du sol 12

(15)

Merci de votre attention

Figure

Tableau de corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles :Tableau de corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles :

Tableau de

corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles :Tableau de corrélation entre les résidus et les teneurs en différents éléments des feuilles : p.12

Références

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