Bois mort et séquestration du carbone dans un contexte d aménagement écosystémique. M. Strukelj, S. Brais, D. Paré

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Marie-Laure Beauséjour
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1 Bois mort et séquestration du carbone dans un contexte d aménagement écosystémique M. Strukelj, S. Brais, D. Paré

2 Sol : réservoir majeur de carbone Forêts du monde : g C Forêt boréale : 32 % Biomasse vivante 28 % Pan et al. (2011) Matière organique morte 72 % 2

Aménagement écosystémique Coupes totales Coupes partielles Non

de feuilles selon les études, diminution du réservoir de C du

1981) ou peu d effet sur le sol (Johnson and Curtis, 2001)

3 Aménagement écosystémique Coupes totales Coupes partielles Non coupé Coupes diminution des apports de bois mort et des litières de feuilles selon les études, diminution du réservoir de C du sol (Covington et al. 1981) ou peu d effet sur le sol (Johnson and Curtis, 2001) Aménagement écosystémique différentes prescriptions de coupes (partielles/totales) effets sur la séquestration du C? 3

4 Effets des coupes sur la dynamique du C Biomasse vivante Apports de litières - Quantité - Qualité Coupes partielles/totales (3) (2) (1) Décomposition CO 2 Séquestration du C (4) Couverture morte Sol mineral (0-10 cm) 4

5 Questions de recherche (1) La quantité de matière organique stable produite par la décomposition des litières est-elle similaire après coupes partielles et totales? (2) Quelle est l influence de la nature des litières et de l essence sur la stabilité des composés issus de la décomposition? (3) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la qualité et les apports de litières? (4) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la séquestration du carbone? 5

Forêt d enseignement et de recherche du Lac Duparquet

Site d étude Projet SAFE (Sylviculture et Aménagement

3 stades successionnels (1760, 1910, 1923) 3 peuplements

6 Forêt d enseignement et de recherche du Lac Duparquet (Nord-Ouest du Québec). Forêt boréale mixte. Site d étude Projet SAFE (Sylviculture et Aménagement Forestier Écosystémiques). 3 stades successionnels (1760, 1910, 1923) 3 peuplements par stade successionnel (réplication) Suranée (1760) SAFE 2 Mixte (1910) SAFE 3 Tremble (1923) SAFE 1 6

7 Matériel et méthodes (1) Sacs de litières : - feuilles et bois de tremble - mis à décomposés 12 ans - 4 traitements de coupes Analyses statistiques : modèle exponentiel négatif avec asymptote Perte de masse limite M 0 S 0 M t = M 0 exp -k t + S 0 - k : taux de décomposition - M 0 : limite maximale de décomposition - S 0 = 1 M 0 Temps de décomposition À la limite maximale de décomposition La matière organique résiduelle est composée d une fraction assez stable (à décomposition lente) 7

8 Matériel et méthodes (2) a) Sacs de litières (3 espèces) Analyses chimiques - Résonance Magnétique Nucléaire b) Bois mort (5 espèces) Frais (peu déc.) Bien décomposé et/ou BILLES - Analyses des Cellulose, Hémicelluloses et Lignines (Proche IR) CHICOTS Analyses statistiques c) Couverture morte ALIGNIQUE LIGNIQUE - Ordination multidimensionnelle non métrique - Modèles mixtes linéaires 8

Matériel et méthodes (3) (4) Peuplement de

avec 3 réplications de chaque traitement,

traitements : - Témoin - Coupe partielle

partielle 2/3 = éclaircie par le haut Bloc

9 Matériel et méthodes (3) (4) Peuplement de tremble (75 ans), design en bloc complet avec 3 réplications de chaque traitement, appliqué dans l hiver traitements : - Témoin - Coupe partielle 1/3 = éclaircie par le bas - Coupe partielle 2/3 = éclaircie par le haut Bloc 3 - Coupe totale Analyses statistiques : Modèles mixtes linéaires Inventaire dendrométrique Bloc 1 Bloc 2 Transects triangulaires Trappes à litières Quadrats 9

10 Questions de recherche (1) La quantité de matière organique stable produite par la décomposition des litières est-elle similaire après coupes partielles et totales? (2) Quelle est l influence de la nature des litières et de l essence sur la stabilité des composés issus de la décomposition? (3) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la qualité et les apports de litières? (4) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la séquestration du carbone? 10

11 (1) Limite maximale de décomposition des feuilles et du bois de tremble M t = M 0 exp -k t + S 0 M 0 S 0 11

12 (1) Effets des coupes sur la limite maximale de décomposition des litières de tremble bois feuilles S 0 séquestration du C 30 S ₀ (%) Control C.Part. 1/3 C.Part. 2/3 Clearcut 12

13 Questions de recherche (1) La quantité de matière organique stable produite par la décomposition des litières est-elle similaire après coupes partielles et totales? (2) Quelle est l influence de la nature des litières et de l essence sur la stabilité des composés issus de la décomposition? (3) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la qualité et les apports de litières? (4) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la séquestration du carbone? 13

14 (2) Changements de la composition chimique des litières en fonction de la nature et de l essence FEUILLAGE BOIS TREMBLE Strukelj et al. (2012) BOIS CONIFÈRES 14

15 (2) Changements de la composition chimique des billes en fonction de l essence CONIFÈRES FEUILLUS 15

16 (2) Concentration (%) Concentration (%) Comparaison de la composition chimique des chicots et des billes CELLULOSES LIGNINES Chicot Bille Chicot Bille frais bien décomposé Tremble Sapin 16

Questions de recherche (1) La quantité de matière organique stable produite par la décomposition des litières est-elle similaire après coupes partielles et totales?

17 Questions de recherche (1) La quantité de matière organique stable produite par la décomposition des litières est-elle similaire après coupes partielles et totales? (2) Quelle est l influence de la nature des litières et de l essence sur la stabilité des composés issus de la décomposition? (3) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la qualité et les apports de litières? (4) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la séquestration du carbone? 17

18 (3) Entrées de C au sol via la mortalité des arbres et les chutes de feuilles sur une période de 8 ans après coupe Deadwood Entrée de bois recruitment mort Litter Entrée fall de litières de feuilles Contenu en C (kg/ha) Témoin Control Partial C.Part.1/3 c. Partial C.Part.2/3 c. Clearcut C.Totale 18

19 (3) Contenu en C des chicots et des billes 8 ans après coupes dans des peuplements de tremble 12 chicots billes fraîches bien décomposées 10 Contenu en C (t/ha) Témoin C. Part. 1/3 C. Part. 2/3 C. Totale 19

20 Questions de recherche (1) Est-ce qu après coupes partielles et totales, la décomposition des litières produit des quantités similaires de matière organique stable? (2) Quelle est l influence de la nature des litières et de l essence sur la stabilité des composés issus de la décomposition? (3) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la qualité et les apports de litières? (4) Quel est l effet des coupes partielles et totales sur la séquestration du carbone? 20

21 (4) Effet Carbon des pools coupes sur 9 years la séquestration after treatment du C dans des peuplements de tremble et les produits du bois (8 ans après coupe) Contenu en C (t/ha) Produits Arbres Chicots Billes C.morte Sol mineral (0-10 cm) 0 Témoin C.Part.1/3 C.Part.2/3 C.Totale 21

22 Conclusions Coupe totale : - Apport de C au sol via les chutes de feuilles décomposition rapide quantité importante de M.O. stable (S 0 ) qualité de la M.O. stable : très récalcitrante (alkyl) faible diversité chimique Coupe partielle : - Apport de C au sol via le bois mort et les chutes de feuilles diversité chimique - Présence de chicot décomposition lente favorise rétention du C - Recrutement de conifères couverture morte lignique - Peu d effet sur la décomposition Selon le type de coupes partielles implications différentes sur la dynamique du carbone 22

23 Merci Josée Frenette; Mario Major; Jeanne Therrien; Ariane ; Mylène Bélanger; Alfred; Marc Mazerolle; Jennifer Lloyd; Marie-France Thibeault. Photo: Laurine Mottaz

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