Age-related decline in forest productivity : an experimental test of the causes of forest growth decline across a maritime pine chronsequence

• Auteur / Autrice : Sylvain Delzon
• Direction : Denis Loustau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du vivant. Géosciences. Sciences de l'environnement. Biogéochimie de l'environnement
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Nutriments

Feuilles

Photosynthèse

Homéostasie

Sève

Pin maritime

Productivité

Forêts

Résumé

Ce travail de thèse avait pour objectif la détermination des processus à l'origine du déclin de la productivité des forêts avec l'âge. La démarche envisagée a consisté en l'étude de plusieurs paramètres écophysiologiques sur une chronoséquence constituée de quatre peuplements équiennes et monospécifiques de Pin maritime âgés de 10 à 91 ans. Nous avons montré que la productivité aérienne diminue de 60 % entre 10 et 91 ans. Ce déclin est essentiellement attribué à une diminution de la production primaire brute (GPP), laquelle est expliquée à la fois par une réduction de l'indice foliaire du peuplement et une diminution de la productivité par unité de surface foliaire. La conductance hydraulique spécifique foliaire diminue avec l'accroissement en hauteur de l'arbre. Nous avons montré que la plante maintient son potentiel hydrique au-dessus d'une limite critique (- 2 MPa), indépendamment de son âge et de sa hauteur. Cette homéostasie hydrique est assurée par deux types d'ajustements, une réduction du rapport surface foliaire / surface d'aubier, et une régulation stomatique. Ces deux mécanismes de compensation participent au déclin de productivité aérienne et réduisent également la transpiration de la strate arborescente de 70 % chez les peuplements âgés. De plus, l'évapotranspiration totale de l'écosystème ne semble pas diminuer chez les peuplements âgés, suggérant une augmentation de la transpiration du sous-bois qui compenserait la diminution de transpiration des arbres. Par ailleurs, les capacités photosynthétiques semblent diminuer à partir de l'âge de 20 ans. Les variations inter-peuplements sont bien expliquées par la teneur foliaire en phosphore. Ce résultat complète des observations empiriques étayant l'hypothèse de la séquestration des nutriments limitants, tels que le phosphore dans le cas du Pin maritime. Ce phénomène pourrait ainsi contribuer à l'affaiblissement de la production primaire brute avec l'âge.