Etude de la variabilité spatiale et temporelle de la respiration de sols forestiers hydromorphes à ennoyage temporaire

Spatial and temporal variation in soil respiration in a temperate deciduous forest with fluctuating water-tables

• Auteur / Autrice : Gaëlle Vincent
• Direction : Daniel Epron, Pierre-Marie Badot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Respiration

Forêts

Résumé

La respiration du sol (Rs) est un flux d'importance majeure dans le cycle du carbone. L'objectif de ce travail était de caractériser les variations spatiales et temporelles de Rs dans des sols forestiers marqués par des engorgements temporaires de durée et de profondeur variables. Le protocole de mesure de Rs et des variables associées a été testé afin de valider les mesures et de favoriser des comparaisons inter-sites. Ensuite, nous avons mesuré la respiration, la température et la teneur en eau du sol ainsi que différents de scripteurs du sol et de la végétation. Ce travail confirme une variabilité spatiale forte et surtout en interaction avec la variabilité temporelle de Rs. En juillet 2003, Rs est lié au pH du sol, à la biomasse microbienne et à delta-pH. Nos données ont permis aussi de paramétrer un modèle de variation temporelle de Rs (équation exponentielle de la température et log-normale de la teneur en eau) et d'ajuster deux paramètres synthétiques: la teneur en eau du sol optimale pour la respiration (W so), et la respiration à 10°C et à teneur en eau optimale (Rs10). Wso est corrélée à la densité apparente du sol et à la masse de litières au sol. Rs10 est un bon estimateur de la respiration du sol annuelle, corrélé à l'activité microbienne du sol et à la surface terrière. Ceci offre des perspectives intéressantes pour spatialiser les mesures de respiration à l'échelle d'un massif forestier. L'ensemble de ces résultats indique que les variations saisonnières sont expliquées par la température et la teneur en eau du sol, et que les variations spatiales peuvent être corrélées à des facteurs liés au sol et à la végétation à l'échelle de la station forestière.

Soil respiration (Rs) is a major flux in the carbon cycle. The aim of this work was to describe spatial and temporal variations of soil respiration in poorly drained forest soils, with contrasted depth and duration of soil saturation. Different methods of Rs measurements were tested in order to validate our values and to develop comparisons of flux between sites. We had measured soil respiration, soil temperature and soil water and different soil and plants parameters. Rs is showing a high spatial variability and a high interaction between spatial and temporal variability. Ln July, 2003, soil respiration was significantly related to soil pH values, microbial biomass and delta-pH. The measurements results allowed to parameter an empirical model of Rs (exponential equation of soil temperature and log-normal equation of soil water content). Two parameters were adjusted : optimal soil water content (W so), i. E. The value of soil water content which gives the higher soil respiration, and soil respiration at 10°C and optimal soil water content (Rs10). Wso is correlated to bulk density and to the weight of litter on the soil in summer. Rs10 is a good estimating factor of annual soil respiration. It is correlated to an indicator of microbial activities and to basal area. This relation gives especially good perspectives in order to spatialize soil respiration at the forest scale. AlI these results are showing high interactions between spatial and temporal variability. However, seasonal variations may be explained by soil temperature and soil water content. Spatial variations at the forest stand scale may be related to soil and vegetation parameters.