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)

Vincent, Gaelle - (1978-05-11) / Université de Franche-Comté - Etude de la variabilité spatiale et temporelle de la respiration de sols forestiers hydromorphes à ennoyage temporaire en : Français Directeur(s) de thèse:  Epron, Daniel Laboratoire : chrono-environnement Ecole doctorale : HES Classification : Agronomie, agriculture et médecine vétérinaire

URL d'accès :  http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupve... Mots-clés : Respiration du sol, variabilité spatiale, variabilité saisonnière, teneur en eau du sol, température du sol, hydromorphie temporaire, forêt tempérée, modèle empirique Résumé : À l’échelle globale, la respiration du sol 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 la respiration du sol dans des sols forestiers marqués par des engorgements temporaires. Nous avons choisi neuf stations, chacune constituée de trois placettes, présentant des durées et des profondeurs d’engorgement variables. Dans un premier temps, nous avons cherché à mettre au point le protocole de mesure de la respiration du sol et des variables associées. Nous avons effectué une intercomparaison de différentes méthodes de mesure de la respiration du sol et inter-calibré différents systèmes de mesure, afin de favoriser des comparaisons inter-sites. Dans un second temps, nous avons mesuré à plusieurs dates la respiration, la température et la teneur en eau du sol dans 27 placettes réparties dans les neuf stations. Les résultats de ce travail montrent une variabilité spatiale importante entre les placettes d’une station et entre les stations. Nous avons montré également une forte interaction entre la variabilité spatiale et temporelle de la respiration du sol. En juillet 2003, la respiration du sol est corrélée au pH du sol, à la biomasse microbienne et à la différence entre les valeurs de pH mesurées dans pH). Nous avons également suivi la respiration,l’eau et dans le KCl ( la température et la teneur en eau du sol dans neuf placettes réparties dans trois stations contrastées. Ces mesures ont permis de paramétrer un modèle empirique liant les variations temporelles de la respiration du sol à une équation exponentielle de la température et une équation log-normale de la teneur en eau. Deux paramètres ont pu être ajustés : il s’agit de la teneur en eau du sol optimale pour la respiration (WSO), et de la respiration à 10°C et à teneur en eau optimale (RS10). L’humidité optimale est corrélée à la densité apparente du sol et à la masse de litières au sol. Le paramètre RS10 est un bon estimateur de la respiration du sol annuelle. Il est corrélé à un indicateur de l’activité microbienne du sol et à la surface terrière. Cette dernière relation offre des perspectives intéressantes pour spatialiser les mesures de respiration à l’échelle d’un massif forestier. L’ensemble de ces résultats souligne les fortes interactions entre variabilité spatiale et temporelle. Néanmoins, il ressort que les variations saisonnières peuvent être 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 (surface terrière, activité microbienne, densité apparente), à l’échelle de la station forestière. Résumé (anglais) : 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 10C 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. Identifiant : UFC-471

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