Variabilité intra-annuelle de l’efficacité de production de biomasse aérienne (aBPE) d’une forêt : comparaison avec une prairie soumise aux mêmes conditions climatiques

Intra-annual variability of the aboveground biomass production efficiency (aBPE) of a forest : comparison with a grassland under the same climatic conditions

• Auteur / Autrice : Laura Heid
• Direction : André Granier, Bernard Longdoz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale et forestière
• Date : Soutenance le 06/12/2017
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et écophysiologie forestières (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Quentin Ponette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Servane Lemauviel-Lavenant, Dominique Gerant-Sauvage, Katja Klumpp, Nicolas Delpierre, Éric Garnier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Quentin Ponette, Servane Lemauviel-Lavenant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Micrométéorologie

Biomasse végétale

Écologie des prairies

Écologie des forêts

Cycle du carbone

Mots clés libres

Biomasse

Efficiences de production de biomasse

Allocation du carbone

Forêt

Prairie

Micro-météorologie

Biomass

Biomass production efficiency

Carbon allocation

Forest

Grassland

Eddy-covariance

Résumé

L’étude du cycle du carbone (C) dans les écosystèmes terrestres est fondamentale afin de comprendre leur rôle dans le cycle du carbone ainsi que les répercussions du changement climatique sur ces écosystèmes. L'objectif général de la thèse qui est de faire un suivi intra-annuel de l’allocation du C au sein de différents écosystème terrestre (forêt et prairie), se place dans ce contexte. Dans un premier temps les efficiences de production de biomasse aérienne (aBPE, rapport entre les quantités de carbone stockées dans la biomasse aérienne et absorbées) sont calculées pour des intervalles de temps réduits, du mois à la semaine selon l’écosystème (forêt et prairie). Dans un second temps, une estimation plus précise de l'allocation du carbone en forêt a été effectuée, en suivant la formation de certains composés structuraux (hémicelluloses et cellulose+lignine). Un possible lien entre la variation de cette allocation selon les conditions climatiques a été étudiée. Les efficiences correspondantes ont également été calculées mensuellement pour avoir une idée plus précise du stockage durable du C dans cet écosystème. Une comparaison avec la prairie a été réalisée en termes d’aBPE afin d'analyser les capacités respectives des 2 écosystèmes à s'adapter aux changements climatiques et à jouer un rôle dans la mitigation des gaz à effet de serre. Dans le cadre de l'Observatoire Pérenne de l'Environnement, deux écosystèmes voisins situés en Meuse (55) ont été instrumentés dans le but de mesurer en continu les échanges de CO2 à l’interface couvert‐atmosphère, ainsi que les conditions micrométéorologiques dans lesquelles ces échanges se produisent. De plus, un suivi régulier du développement des écosystèmes a également été réalisé

The study of the carbon (C) cycle is important in terrestrial ecosystems (forest, grassland) in order to understand their behavior, their role in the C cycle and also the impact of climate change on them. The general study of this thesis which is to monitor the intra-annual allocation of C into different terrestrial ecosystem (forest and grassland), lays within this context. Firstly we calculated aboveground biomass production efficiencies (aBPE, ratio between the quantity of C stored into the aboveground biomass and absorbed) intra-annually, weekly or monthly depending on the ecosystem (grassland and forest respectively). Secondly a more precise assessment of the C allocation in forest was made by analyzing the formation of structural C compounds (hemicelluloses and cellulose + lignins). A possible link between the variability of these allocations and climate was studied. The corresponding efficiencies were then calculated monthly in order to have a better idea of the sustainable C storage in this ecosystem. A comparison with a grassland in term of aBPE was then realized in order to analyze the adaptation capacity of each ecosystem to climate change and to play a role in the mitigation of GHG. Two neighboring ecosystems located in Montiers-sur-Saulx and Osne-le-Val were equipped, as part of the Observatoire Pérenne de l’Environnement (OPE), to measure continuously the CO2 exchange between land cover and atmosphere and the micrometeorological conditions in which these exchanges happen. A regular monitoring of those ecosystems development (biomass, leaves area, senescence) was also made