Impacts de la tempête du 26 décembre 1999 sur les flux de carbone d une hêtraie

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1 Impacts de la tempête du 26 décembre 1999 sur les flux de carbone d une hêtraie André Granier 1, Jérôme Ngao 1, Claude Nys 2, Denis Loustau 3 1. UMR INRA-UHP Écologie et Écophysiologie forestières 2. Unité de Recherches sur les cycles Biogéochimiques INRA Nancy 3. Unité EPHYSE INRA Bordeaux

2 rappels : bilan de carbone 1/ Bilan carbone = Assimilation photosynthétique + Respiration NEE = GPP + Reco GPP < 0 Reco > 0 et Reco = Rs + Rb (ª2/3 ª1/3) 2/ Perturbation écosystème effet sur : GPP cf. LAI, lumière, eau, Rb cf. biomasse vivante, Rs cf. nécromasse sol, température, eau, GPP, 3/ Projet présenté ici : mesures directes sites-ateliers : Hesse perchis hêtre partiellement touché parcelle hêtre détruite Bray et Bilos pinède landaise (F-ORE-T, Carboeurope)

3 état des connaissances Le cycle du carbone dans les écosystèmes forestiers exemple de la forêt de Hesse, année 1999 flux net annuel de carbone assimilation brute respiration aérienne - souterraine Stock C biomasse aérienne (en t C. ha -1. an -1 ) Stock C biomasse souterraine

4 état des connaissances Variation du bilan net de carbone annuel dans différentes forêts feuillues européennes (programme Euroflux ) stockage net de carbone (tonnes C/ha) Hesse F Soroe DK Viels. B Collel. I Kiel D Gunn. IC année Granier et al. (2002)

5 Zone d étude 1 : la forêt de Hesse après la tempête du 26 décembre m vol ARAT (CNES) juin 2000

6 maximum de vitesse du vent : > 160 km/h

7 effet sur l assimilation photos. 200 m La forêt de Hesse après la tempête du 26 décembre FC_1998 FC_1999 FC_2000 vol ARAT (CNES) juin 2000

8 effet sur la respiration du sol mesures directes de respiration du sol : contraintes échantillonnage périodicité

9 Hesse 1 Respiration du sol : mesures Hesse 1 et 3 Hesse 3 Température sol ( C) * * * * Jour julien 1 C à 3 C d écart Resp. sol (mmol m -2 s -1 ) Hesse 1 Hesse 3 * * * H volumique sol * * * * * Jour julien Jour julien Différence de 23% à 40% Écart de 3% à 16% d HV

10 variations spatiales respiration du sol sur un échantillon de placettes (forêt de Hesse) 6 Rs (mmol m-2 s-1) moyenne P73 P75 P91 P93 P106 P128 90ANS P143 P24 P35 P32 P45 P53 P52 placettes témoins code placette placettes endommagées

11 nécromasse racinaire mesures de biomasses souterraines (C Nys); vitesse de décomposition?

12 Cas du site de Bilos (33) Le Bray Bilos 6 Le site après coupe rase (Bilos) est une source de ~ 200 gc.m -2.an -1 4 Flux de CO 2 audessus d une coupe rase (Bilos) comparé à une parcelle intacte (le Bray) dans les Landes de Gascogne 2 Fc ( m mol m -2 s -1 ) 0 01/05/00 01/07/00 31/08/00 31/10/00 31/12/00 02/03/01 02/05/01 02/07/01 01/09/ Le site de 30 ans (Bray) est un puits de ~540 gc.m -2.an(Berbigier -1 et al., 2001) -8 Date Coupe rase de Pin maritime Kowalski et al. Global Ch Biology 2004

13 Bilan de fertilité pertes de C et N : par la décomposition par les solutions du sol site atelier de Fougères par la décomposition : CO 2 et par les solutions du sol + de dégagement de CO 2 - de C en solution Distribution du carbone mg/l Carbone avant la tempête Carbone après la tempête de pertes de Nitrates Distribution de l'azote mg/l Azote avant tempête Azote après tempête

14 bilans : futaie vs. coupe rase en t C ha -1 an Hesse 1 Hesse 3 GPP -16 ª -5 Reco 11 ª 8 NEE (=GPP+Reco) -5 ª +3 NEE Le Bray -5.4 Bilos +2

15 Effets de l âge et de la sylviculture Les flux nets de C au cours du cycle de vie de l écosystème - vieux peuplements : productivité faible - âge d équilibre du bilan : dépend de la productivité primaire

16 Conclusion cas des parcelles peu touchées (0-40 %?) : peu de conséquences. parcelles détruites augmentation de l effet source de C : - effet immédiat sur Rsol : flux dans Hesse 3, 30 % à 65 % plus faible que dans Hesse 1 selon les dates. Effet probable des différences de biomasse racinaire et de compaction du sol. Mais GPP est annulé. - effets différés (N années?) : dégradation des systèmes racinaires décomposition des bois morts : cinétique 140 Mm Mt de m.s. ª 50 MtC émissions C fossile en France ª 110 MtC/an mais aussi perturbations profondes dans le cycle de l eau, cf. Fougères. perspectives : établir les bilans annuels dans Hesse 3 par mesures des corrélations turbulentes ; report cf. problèmes techniques.