Effets de la densité et des éclaircies en peuplements réguliers sur le contenu en eau du sol
Coordination : Ingrid SEYNAVE, INRAE – UMR SILVA
Description du projet
Objectifs
Sylveau propose de s’appuyer sur des réseaux qui expérimentent sur le long terme une gamme très large d’itinéraires sylvicoles, pour étudier l’effet de ces itinéraires sur la sécheresse édaphique en peuplements réguliers, pour des essences à phénologie contrastée, décidues et sempervirentes, dans différents contextes pédoclimatiques, en combinant une approche expérimentale et une approche par modélisation.
Le premier objectif de ce projet est de quantifier les réserves relatives en eau du sol (REW, Relative Extractable Water) des dispositifs instrumentés. Les mesures in situ de teneur en eau ne renseignent qu’une fraction du sol explorée par les racines des arbres, ce qui est insuffisant pour établir un bilan hydrique et quantifier les déficits hydriques. Les paramètres locaux de sol et de couvert permettent une mise en œuvre précise du modèle de bilan hydrique journalier Biljou© et seront donc acquis. Une fois la simulation de l’état hydrique réalisée sur l’ensemble du sol enraciné, une comparaison des évolutions de REW partielles (0-55cm) mesurées in situ et simulées sera réalisée.
Le second objectif est d’analyser l’effet des itinéraires de densité de peuplement et des éclaircies associées sur la disponibilité en eau du sol. Les caractéristiques des épisodes de sécheresse édaphique (date d’occurrence, durée et intensité) seront calculées à partir des courbes d’évolution de la REW obtenues précédemment. Il s’agira d’évaluer dans quels contextes pédoclimatiques et pour quels types fonctionnels (sempervirent, décidus) la diminution de la densité et donc de l’indice foliaire du peuplement permet d’atténuer voire d’éviter la sécheresse édaphique.
Approche
En 2017, pour quantifier l’effet de la sylviculture sur l’état hydrique des sols, le GIS Coop a mis en place une instrumentation sur 5 sites (financements CPER Lorraine et Labex ARBRE). Ces 5 sites, 3 en chêne sessile et 2 en douglas, ont été équipés d’une station météo (précipitations, température et humidité de l’air, rayonnement global, vitesse et direction du vent), de capteurs d’humidité du sol installés à 2 profondeurs (15 et 55 cm) et de microdendromètres automatiques (sur 15 arbres représentatifs du peuplement). Ces 5 sites complètent deux sites préexistants, un site du réseau GIS Coop Pin maritime et le site OPTMIX (https://optmix.inrae.fr/?page_id=25, financements CPER Centre-Val de Loire, Irstea/INRAE, ONF et département du Loiret) qui fait partie du réseau forêt hétérogène du GIS Coop. Neuf sites expérimentaux seront étudiés et parmi ces sites, huit ont déjà fait l’objet de travaux d’analyse de l’effet de la densité des peuplements sur la teneur en eau du sol (Gallais 2020, Forler 2022, Tricaud 2019, Bello 2019). En intégrant de nouveaux sites, la gamme des contextes pédoclimatiques et sylvicoles étudiés sera élargie de manière à généraliser encore davantage la portée de l’étude.
Le travail réalisé se décompose en plusieurs étapes :
- La poursuite et l’amélioration de la calibration des relations entre tension analogique issue des capteurs d’humidité / teneur en eau du sol déterminées en fonction des caractéristiques du sol local (à la place de l’équation d'étalonnage fournie par le fabricant, mise en défaut sur les sols denses, argileux ou à texture grossière, Adeyemi et al. 2016, Forler 2022) ;
- Le calcul de l’évolution de la REW et des indicateurs partiels de sécheresse édaphique associés aux mesures in situ sur la couche de sol 0-55cm ;
- La détermination des paramètres de sol requis par Biljou© pour chacune des 3 couches de sols (0-15, 15-55, 55 à profondeur d’enracinement décrite sur fosse) ; il s’agit de la densité apparente, de la proportion de racines fines, de la teneur en eau à pF 4.2, de la réserve en eau utile ;
- La détermination, en 2023, de l’indice foliaire de chacun des traitements sylvicoles dans chacun des dispositifs retenus. Pour certains sites, des mesures ponctuelles sont déjà disponibles pour d’autres années ;
- La mise en forme des fichiers climatiques journaliers. Un travail spécifique est à prévoir sur les séquences de données manquantes des stations installées sur les sites (mobilisation de données indépendantes à distance des sites) ;
- La réalisation des simulations Biljou©. La simulation sera réalisée sur l’ensemble du profil pédologique décrit sur fosse ;
- L’analyse des indicateurs de sécheresse, partiels et sur l’ensemble du réservoir en eau du sol, en fonction de l’essence, du climat, de l’indice foliaire et des itinéraires sylvicoles.
Productions attendues
Dans un premier temps, les résultats et leurs conséquences opérationnelles, feront l’objet d’articles techniques dans les revues de praticiens.
Il est prévu de rédiger au moins un article dans une revue internationale de sciences forestières.
Des fiches illustrant les résultats seront réalisées pour chaque site expérimental (diffusées sur le site Web du GIS Coop et sur différentes pages du site Biljou©).
Il est prévu de présenter ces travaux lors de colloques.
Les résultats de ces travaux pourront être intégrés aux enseignements de sylviculture ou d’écologie et de gestion pour les étudiants en formation initiale ou continue.
Mots clés : sylviculture adaptative, sécheresse édaphique, bilan hydrique, instrumentation, indice foliaire, expérimentation, modélisation
