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Impact des chablis des 26 et 27 décembre 1999 sur le fonctionnement primaire des écosystèmes forestiers

Coordinateur(s)
André Granier, INRA

Ce projet concerne les impacts de la tempête sur les bilans environnementaux, notamment le bilan de carbone et l'hydrologie des peuplements soumis à une perturbation, points suscitant de vives interrogations sur le plan régional et national.

Il s’agissait de permettre une quantification précise des impacts d'un chablis et des opérations de restauration des parcelles sur les bilans de carbone, d'eau et d'énergie des écosystèmes concernés.

 

En ce qui concerne le flux d’évapotranspiration, on peut voir qu’il existe une variation importante en fonction de la direction du vent. Les plus forts niveaux d’évapotranspiration proviennent de la zone 240°.

Concernant la direction de vent qui nous intéresse ici (240-270°), nous constatons que les flux d’eau n’ont pas été modifiés après les modifications de structure du peuplement.

La variation du flux net diurne de carbone est plus difficile à interpréter, car ce flux est sous la dépendance d’un plus grand nombre de variables (facteurs climatiques, édaphiques, physiologiques et de structure du couvert). On constate que ce flux a augmenté entre 1999 et 2000 dans la direction de la parcelle endommagée par la tempête. Une part de cette augmentation est à mettre au compte de celle du LAI entre 1999 et 2000, qui est passé de 4.8 à 7.2. En effet, les jeunes hêtraies se montrent, dans les milieux favorables comme à Hesse, très réactives aux éclaircies. Néanmoins, l’examen des flux provenant du secteur Est ne fait pas apparaître de modifications importantes entre 1999 et 2000. Ainsi nous pouvons conclure que les niveaux de photosynthèse nette sont restés sensiblement constants entre les deux années pour la parcelle de la tour à flux. En ce qui concerne le secteur Ouest, on note une légère augmentation des flux. Ceci est confirmé par l’examen des courbes instantanées de réponse du flux de CO2 au rayonnement pour des belles journées, en conditions climatiques comparables.

Ainsi, le peuplement endommagé par la tempête n’a pas montré de diminution d’assimilation nette dans l’année qui a suivi la tempête, et a fortiori l’année 2001, soit deux années après. Ce résultat rejoint ceux mis en évidence au moment de l’éclaircie : lorsqu’on reste dans un taux de diminution de densité de couvert inférieur à 40-50%, le bilan net de carbone ne subit pas de modifications significatives. Toutefois, les modalités de gestion des débris ligneux, notamment ceux qui n’ont pas de valeur commerciale et qui restent dans les parcelles, peuvent fortement influencer ce bilan. En effet, la décomposition de ces résidus conduit nécessairement, lorsqu’ils sont en quantité suffisante sur le sol (500 à 1000 g C m-2) à une diminution du stockage annuel de carbone par les parcelles forestières.

Les valeurs moyennes du flux de respiration du sol varient entre 12.6 µmol CO2.m-2.s-1 et 3 µmol CO2.m-2.s-1 dans parcelle Hesse 1. Il diminue de la même façon entre 10 µmol CO2.m-2.s-1 et 1.8 µmol CO2.m-2.s-1 dans la parcelle Hesse 3 : il représente un flux de 23% à 40% plus faible que celui de la parcelle Hesse 1. Le changement brutal du peuplement induit des régimes thermique et hydrique du sol différents entre les parcelles. La température du sol de la parcelle Hesse 3 est généralement plus élevée (1°C à 3°C) que dans la parcelle Hesse 1. Les valeurs de contenu volumique en eau du sol diffèrent encore plus entre les deux parcelles. Elles sont dans la parcelle Hesse 3 supérieures à celles de la parcelle Hesse 1 de 3 m3 H2O.m-3 à 16 m3 H2O.m-3, représentant des écarts allant de 9% à 98% des valeurs de la parcelle Hesse1.

Les mesures menées en forêt de Hesse ont révélé des différences entre les deux parcelles. Ces différences indépendantes des conditions microclimatiques seraient dues à la différence de biomasse racinaire ainsi que l'état de surface du sol (dû au tassement notamment).