L'effet du mélange d'essences sur la productivité décroît avec la fertilité de la station

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1 L'effet du mélange d'essences sur la productivité décroît avec la fertilité de la station P. Vallet, M. Toïgo, T. Pérot UR Ecosystèmes Forestiers, Nogent-sur-Vernisson CAQSIS 2015, Nancy, 7-9 avril

2 2 Relation diversité - productivité UNE RELATION CROISSANTE SATURANTE Herbacées (Expérimentation) Forêt (Simulation) Productivité Productivité Nombre d espèces Tilman et al Nombre d espèces Morin et al. 2011

3 3 Relation diversité - productivité LA PRODUCTIVITÉ : INDICATEUR DES INTERACTIONS ENTRE ESPÈCES

4 4 Relation diversité - productivité IMPORTANCE DU CONTEXTE ABIOTIQUE L importance relative de la facilitation par rapport à la compétition augmente avec le stress abiotique Stresss Gradient Hypothesis (Betness & Callaway 1994, en herbacées) Effet relatif de la diversité sur la productivité du Douglas Douglas en mélange avec l Aulne Effet facilitateur de l espèce fixatrice d azote Effet compétiteur de l espèce fixatrice d azote limitant azote non limitant Binkley et al Des contextes géographiques des assemblages d espèces Gradient de stress à définir en fonction des essences et du contexte la productivité Grime 1977

5 5 Objectif IMPORTANCE DU CONTEXTE ABIOTIQUE Caractériser les conditions de site limitantes pour la productivité des espèces Analyser l effet de la diversité Hypothèse : l effet de la diversité sur la productivité des espèces est dépendant des conditions de site Thèse de Maude Toïgo

6 6 Méthode DÉMARCHE GÉNÉRALE Modéliser Productivité sp. i en peuplement pur Comparer Productivité sp. i en peuplement mélangé vs. productivité sp. i attendue Analyser L influence du contexte abiotique

7 7 Données INVENTAIRE FORESTIER DE L IGN ~ placettes/an 6 m «petit bois» 9 m «moyen bois» 15 m «gros bois» Comparer purs vs. mélanges Sélection de placettes

8 8 Données INVENTAIRE FORESTIER DE L IGN 100% pur 80% mélange Composition Placettes Structure 1 étage dominant Perturbation Géographie Pas de coupes récentes GRECO

9 9 Données INVENTAIRE FORESTIER DE L IGN Hêtre 135 Epicéa Hêtre 135 Sapin Epicea 263 Sapin Hêtre 129 Chêne Pin syl. 100 Chêne

10 10 Modéliser EN PEUPLEMENTS PURS Productivité ~ sp.i f 1 Facteurs abiotiques f 2 Densité f 3 Stade de développement m 2 /ha/5 ans Potentiel de croissance m 2 /ha/5 ans Réducteurs [0:1]

11 11 Modéliser Réducteurs EN PEUPLEMENTS PURS f 2 Densité f 3 Stade de développement

12 12 Modéliser Potentiel EN PEUPLEMENTS PURS Espèce Facteurs entrant dans le potentiel Hêtre (Montagne) ETP dec. min (+); humus moder (+); Humidité du sol (Ellenb.) (+); Affleur ts rocheux (-) f 1 Facteurs abiotiques Sapin T Max mars (+); humus dysmoder (-); Pente (-) ~ Epicéa T min janvier (+); Humus mull (+); Affleurements rocheux (-); Pente (-) Hêtre (Plaine) ETP Juillet (-); Humus moder (+) ; RUM (+) Chêne ETP Juillet (-); C/N (-); RUM (+); Roche mère calcaire (-) Pin sylvestre Affleurements rocheux (-); Roche mère calcaire (-) Facteurs différents pour chaque essence

13 13 Potentiel de croissance EN PEUPLEMENTS PURS ET MÉLANGÉS Lorsque RDI = 1 et Dg = 7.5 cm, la fonction f1 est maximale C est un indice de productivité (ou de fertilité) Potentiel de croissance : accroissement maximal du peuplement (en m 2 /ha/5 ans) Nombre de placettes Gradient de stress Potentiel de croissance (m 2 /ha/5 ans)

14 14 Comparer PEUPLEMENTS PURS ET PEUPLEMENTS MÉLANGÉS Effet relatif de la diversité sur sp. i Prod. observée Prod. attendue en mélange Prod. attendue

15 15 Analyser EFFET DU MÉLANGE Effet moyen du mélange Fonction du taux de l espèce Variations de la pente avec les conditions abiotique? Effet relatif de la diversité sur sp. i ~ (a) (1 taux sp. i )

16 16 Analyser EFFET DU MÉLANGE Effet moyen du mélange Fonction du taux de l espèce Effet relatif de la ~ (a) (1 taux sp. i ) diversité sur sp. i Variations avec les conditions abiotiques Effet relatif de la diversité sur sp. i ~ (a0+a1 Potentiel sp. i) (1 taux sp. i )

17 17 Résultats EFFET MOYEN RAMENÉ À UN TAUX DE MÉLANGE DE 50% Niveau peuplement Niveau espèces Effet relatif de la diversité Hêtre épicéa Hêtre sapin sapin épicéa chêne pin hêtre chêne hêtre épicéa hêtre sapin sapin épicéa chêne pin hêtre chêne

18 1 Résultats EFFET DU GRADIENT DE PRODUCTIVITÉ 18 Productivité du site faible Effet relatif de la diversité hêtre épicéa hêtre sapin sapin épicéa chêne pin hêtre chêne forte

19 1 Résultats EFFET DU GRADIENT DE PRODUCTIVITÉ 19 Productivité du site faible Effet relatif de la diversité hêtre épicéa hêtre sapin sapin épicéa chêne pin hêtre chêne forte T, pente, affleurement rocheux, humus ETP, RUM, humus, C/N, type de roche mère Facteurs abiotiques limitant la croissance

20 20 Bilan des résultats Effet net des interactions Sapin La croissance des espèces est limitée par Facteurs Montagne Épicéa non-ressources Hêtre (température) Plaine Hêtre Chêne sessile Pin sylvestre Facteurs ressources (eau) Augmentation du stress Productivité du site Maestre et al. 2009

21 21 Réunion couplée CAQ - CAPSIS Implémentation du module DEESSES dans capsis Modèle Peuplement (évolution de G, N, Dg, pour les 2 espèces) Prend en compte l effet du mélange, et sa variation avec la fertilité de la station Quelques difficultés à régler, liées à la nature des données Carottage accroissements sous écorce Carottage modèle calé sur des données de fin de période

22 22 Réunion couplée CAQ - CAPSIS Initialisation d un peuplement

23 Merci de votre attention 23