Conséquences de la coupe rase sur la production de racines fines, CO2, CH4 et N2O jusqu'à la nappe phréatique dans une plantation d'Eucalyptus grandis menée en taillis sur un dispositif d'exclusion de pluie

Abstract

Les racines fines jouent un role essentiel dans l'absorption de l'eau et des nutriments, favorisant ainsi la croissance des plantes, et influencent considerablement les flux de carbone. Preciser la dynamique spatio-temporelle de l'exploration du sol par les racines fines est donc un enjeu important pour la durabilite des plantations d'Eucalyptus installees dans des zones peu fertiles et soumises a de fortes contraintes hydriques saisonnieres. Au Bresil, les plantations d'Eucayptus sont les principales plantations forestieres, occupant 5,1 millions d'hectares. La gestion sylvicole en taillis des plantations d'Eucalyptus peut constituer un avantage contre le stress hydrique: les arbres beneficient ainsi d'un systeme racinaire deja developpe, capable d'explorer les couches profondes du sol, ou l'eau est plus disponible. L'objectif de cette etude est donc d'evaluer: la production des racines fines, le dioxyde de carbone (CO2), le methane (CH4) et le protoxyde d'azote (N2O) jusqu'a la nappe phreatique, avant et apres la coupe d'une plantation d'Eucalyptus grandis menee en taillis sur une experimentation de reduction des eaux de pluies. Pour cela, deux fosses de 17 metres de profondeur ont etes creusees dans deux parcelles caracterisees par les traitements suivants: une parcelle dans laquelle 37% du volume des eaux de pluies est exclu par des bâches en plastiques et une parcelle sans exclusion. Une autre fosse creusee dans une parcelle adjacente du meme âge, non recoltee, permettra d'evaluer l'effet de la coupe les arbres. La dynamique des racines fines sera etudiee en utilisant la methode des minirhizotrons: vingt-quatre tubes transparents en polyvinyle chlorure ont etes installes dans les fosses en 2014 (12 par fosse) jusqu'a 17 metres de profondeur et 7 tubes seront installes jusqu'a 4 metres de profondeur, dans la parcelle non coupee. Des images seront obtenues a l'aide d'un scanner circulaire tous les 14 jours pendant un an avant la coupe des arbres, puis pendant un an et demi apres leur coupe. Le logiciel WinRhizotron sera utilise pour estimer la croissance des racines. L'echantillonnage de gaz sera effectue toutes les deux semaines pendant 24 mois (6 mois avant et 18 mois apres la coupe des arbres) sur l'ensemble du profil de sol, jusqu'a la nappe phreatique. Les echantillons de gaz seront analyses par chromatographie gazeuse. Les series temporelles de teneurs en CO2, CH4 et N2O a la surface du sol, ainsi qu'a differentes profondeurs, seront utilisees pour calibrer un modele de transfert de gaz qui permettra d'estimer cette production a chaque profondeur. La dynamique des concentrations de gaz peut fournir des informations supplementaires sur les processus heterogenes d'echange de ces gaz selon la profondeur dans le sol et comment les flux a la surface du sol sont correles a la dynamique des racines sur l'ensemble du profil. Ameliorer notre comprehension des facteurs regissant les flux de gaz a effet de serre sur l'ensemble des profils de sol, et notamment a des fortes profondeurs, est necessaire afin de developper des modeles bases sur des processus fiables permettant la prediction a grande echelle de la production de bois par les entreprises forestieres.