Creusement de fosses dans les placettes à densité forte : description pédologique, prélèvements de sol et installation de capteurs

A partir du 10 décembre 2018, des fosses vont être creusées dans les placettes mélangées de la modalité densité forte. Ces fosses permettront une description pédologique fine, le prélèvement d’échantillons de sol dans les différents horizons et l’installation de capteurs pour la mesure de l’humidité du sol, du niveau de la nappe et la température du sol.

Bientôt des photos …

Séminaire annuel OPTMix les 8, 10 et 11 janvier 2019

Le séminaire annuel OPTMix aura lieu les 8, 10 et 11 janvier 2019 à Irstea Nogent-sur-Vernisson.

Visites sur OPTMix

Le jeudi 18 octobre deux groupes ont visité le dispositif OPTMix :

  •  le matin : 36 élèves du Lycée forestier de Mesnières en Normandie. Pour l’occasion, Richard Chevalier (Irstea) qui était leur contact, était présent pour les accueillir et présenter Irstea.
  • l’après-midi : une quinzaine de personnes du CNPF régional, principalement les Présidents et des représentants des différents groupes de progrès du CNPF. Le groupe en a profité, pour porter un toast et  remercier Eric Sevrin pour le travail accompli et lui souhaiter une bonne continuation dans son nouveau poste à l’IDF.

Ces groupes ont pu voir le dispositif et échanger avec :

  • Sandrine Perret pour l’aspect sylviculture,
  • Camille Couteau pour l’aspect métrologie,
  • Yann Dumas pour l’aspect biodiversité,
  • Nathalie Korboulewsky pour l’aspect d’utilisation des ressources en eau et minérale.

 

Article paru : comment le mélange d’espèce et la densité du peuplement affectent la croissance radiale pendant un épisode de sécheresse ?

Un article vient de paraître dans la revue « Forest Ecology and Management » sur l’effet du mélange d’espèce et de la densité du peuplement sur la croissance radiale pendant un épisode de sécheresse. Pour réaliser cette étude la croissance intra-annuelle de chênes et de pins a été mesurée pendant 3 ans sur 216 arbres répartis sur 18 placettes du dispositif OPTMix. Ce travail fait partie de la thèse de Jordan Bello (Irstea Nogent-sur-Vernisson).

Bello, J., P. Vallet, T. Perot, P. Balandier, V. Seigner, S. Perret, C. Couteau and N. Korboulewsky (2019). « How do mixing tree species and stand density affect seasonal radial growth during drought events? » Forest Ecology and Management 432: 436-445. doi: 10.1016/j.foreco.2018.09.044

Highlights

  • Lower stem density improved growth for oak but not for pine.
  • Mixing tree species had an effect on growth only at medium stand density.
  • Stand density did not influence resistance to drought.
  • Oak and pine showed opposite mixture effects on resistance to drought.
  • No effect of tree size on resistance to drought was found.

 

Abstract

Forecasted climate change impacts on temperate forest ecosystems include increased summer drought. Forest managers can increase the resistance of forest stands against summer drought by reducing stand density and favoring tree species mixtures. These strategies have been studied separately, but their combined effect on increasing forest stand resistance to summer drought is unknown.

The main objective of our study was to quantify tree species interaction effects on radial growth during a water stress period and to determine whether these effects changed with different levels of competition reflected by stand density.

The study was based in the Orleans state forest (Central France) at a long-term triplet experimental site (OPTMix) with pure and mixed stands of mature Quercus petraea and Pinus sylvestris. The experimental design comprised three repetitions of two densities (low and medium) in each composition (pure oak, mixed stands, pure pine). We monitored tree radial growth with 216 manual dendrometers placed throughout 18 plots, on small, medium and large trees. We analyzed three consecutive years with contrasted water stress: no water stress, a summer stress period, and a late summer stress period.

We found that mixture did not improve tree growth of the either species during the summer water stress period. On the other hand, there was a mixture effect during the late summer water stress period but only in medium-density stands inversely for the two species studied. More growth occurred for oaks in mixtures while, inversely, more growth occurred for pines in monocultures. A density effect occurred only for oaks, which grew more in lower-density stands than in medium-density stands. Finally, tree size did not influence seasonal resistance to drought.

 

Maintenance des centrales d’acquisition et des capteurs

Un total de 22 centrales d’acquisition et 494 capteurs fonctionnent en permanence sur les placettes OPTMix. Une opération de maintenance des centrales d’acquisition et des capteurs a été réalisée du 11/09/2018 au 14/09/2018. Cette opération avait pour objectif de passer en revue l’ensemble des capteurs présentant des anomalies de façon à identifier l’origine de ces anomalies (capteurs défectueux, problèmes de connections, problèmes de centrale ou de multiplexeur) et de faire les opérations nécessaires pour les corriger.

Sur un total de 36 anomalies constatées, 27 ont été résolues pendant cette opération.

Sur les 27 anomalies résolues 17 correspondaient à un dysfonctionnement au niveau multiplexeur (2 multiplexeurs remplacés), 6 correspondaient a un problème de câblage et 4 correspondaient à une erreur dans la base de données des centrales et capteurs (capteurs non câblés).

Sur les 9 anomalies non résolues, 8 correspondent à un dysfonctionnement du capteur (2 thermocouples sont définitivement hors service) et une correspond à un dysfonctionnement de multiplexeur.

Sur les 8 capteurs qui dysfonctionnent, 4 ont été démontés (2 piezo auto et 2 dendro auto) pour les réparer.

Les capteurs défectueux seront remplacés prochainement.

   

Étalonnage des 66 capteurs de lumière

Les 66 capteurs de lumière du dispositif OPTMix ont été démontés des centrales d’acquisition pendant une courte période pour être étalonnés à l’aide de capteurs de référence sur un terrain découvert.
Cet étalonnage permettra d’actualiser les coefficients de correction permettant de convertir les millivolts renvoyés par les capteurs en unité de mesure du rayonnement solaire. Ces opérations (démontage, étalonnage et remontage des capteurs) ont été réalisées entre le 03/08/2018 et le 24/08/2018.

    

Nouvelles mesures d’humidité du sol avec une sonde à neutron en période de sécheresse

Cet été de nouvelles mesures d’humidité du sol ont été réalisées par Cyril Dejean (unité Irstea G-EAU de Montpellier) sur les placettes OPTMix à l’aide d’une sonde à neutron. Ces nouvelles mesures réalisées en période de forte sécheresse (le 14/08/2018) compléteront la gamme des mesures nécessaires pour étalonner les sondes de teneur en eau (CS616 – Campbell Scientific) installées dans les placettes (voir aussi ici).

 

Article paru: Mieux prédire la croissance du chêne sessile et du pin sylvestre dans le contexte des changements climatiques

Un article vient de paraître dans la revue « Agricultural and Forest Meteorology » sur la croissance du chêne sessile et du pin sylvestre. L’objectif de ce travail était d’intégrer des variables climatiques dans les modèles de manière à mieux prédire la croissance dans le contexte des changements climatiques. Ce travail a été réalisé en utilisant des données de l’IGN et des données rétrospectives de largeur de cerne provenant du dispositif OPTMix.

Vallet, P. and T. Perot (2018). « Coupling transversal and longitudinal models to better predict Quercus petraea and Pinus sylvestris stand growth under climate change. » Agricultural and Forest Meteorology 263: 258-266. doi: 10.1016/j.agrformet.2018.08.021

Highlights

  • Large-scale NFI data provide growth models including silvicultural effects.
  • Tree rings data provide models for annual modulation of growth by climate.
  • Coupling both models allowed to develop climate-dependent stand growth models.

 

Abstract

Climate change has swept away the former general principles of long-term stability in forest productivity. New types of models are needed to predict growth and to plan forest management under future climate conditions. These models must remain robust for silvicultural practices and variations in climate. In this study, we present a new type of model development to achieve these goals. Our study focused on pure and mixed stands of Quercus petraea and Pinus sylvestris in central France. We used National Forest Inventory (NFI) data: respectively, 525 and 548 pure plots of Quercus petraea and Pinus sylvestris, and 68 plots of mixed species. We also used 108 tree cores from an experimental site of the same species. The cores cover the period from 1971 to 2013, making a total of 4572 individual annual increments. We coupled two types of models. One was developed with NFI data (transversal data). This model takes into account mean diameter and stand density effects on stand growth. It includes a set of biophysical factors accounting for stand fertility. The other one was developed with the data from tree cores (longitudinal data), and provides a climate modulation thanks to the correlation between ring width and yearly climate. The model with tree core data reveals the influence of December to July rainfalls on yearly variability in stand growth for Quercus petraea and of May to August rainfalls for Pinus sylvestris. We obtained a coupled model that allowed us to project growth up to 2100 for all the different IPCC scenarios but one; the model was outside its area of validity beyond 2060 for the RCP 8.5 scenario.

Article paru sur l’effet de l’abroutissement par les cervidés et de l’éclairement relatif sur la survie des souches et la croissance des rejets de chêne sessile

Un article traitant de l’effet de l’abroutissement par les cervidés et de l’éclairement relatif sur la survie des souches et la croissance des rejets de chêne sessile vient de paraître dans Forest Ecology and Management. Ce travail a été réalisé sur une partie des placettes du dispositif expérimental OPTMix. Il fait suite aux stages de Master 1 de Jessica Maurize (Université de Perpignan Via Domitia) en 2015 et de Master 2 de Kamel Zouaydi (Université de Lorraine) en 2016.

Mårell, A., Hamard, J.-P., Pérot, T., Perret, S., Korboulewsky, N. 2018. The effect of deer browsing and understory light availability on stump mortality and sprout growth capacity in sessile oak. Forest Ecology and Management 430:134-142. doi: 10.1016/j.foreco.2018.08.015

Cerf élaphe (gauche) et chevreuil (droite) en train de consommer des rejets sur les placettes OPTMix.

Résumé graphique

Highlights

  • Deer browsing increased stump mortality of sessile oak even at low deer densities.
  • Deer browsing inhibited sprout growth of sessile oak even at low deer densities.
  • Sprout growth increased linearly with increasing understory light availability.
  • Stump survival declined linearly with greater parent tree diameter.
  • Increased understory light availability did not compensate for deer impacts.

 

English abstract

Coppice forestry is a conventional silvicultural practice that takes advantage of a tree’s capacity to respond to disturbances by sprouting. Sprouting capacity is determined by many intrinsic and extrinsic factors such as parent tree age/size, understory light availability and deer browsing, which, under closed canopy conditions are important limiting factors for stump survival or sprout growth. However, the combined effect of potentially confounding abiotic and biotic factors on stump survival and sprout growth remains elusive, even more so under closed canopy conditions. This study aims to quantify the effect of deer browsing on stump mortality and sprout growth under closed-canopy conditions and to compare this effect with other known determinants. Here we show that stump survival and sprout growth in sessile oak (Quercus petraea Matt.) depend on deer browsing, understory light availability and the diameter of the parent tree. By studying paired fenced-unfenced plots, we confirmed that deer browsing decreased stump survival and inhibited sprout growth. Furthermore, by taking advantage of a gradient in understory light availability in monospecific and mixed stands of sessile oak and Scots pine (Pinus sylvestris L.), we showed a clear positive linear relationship between sprout growth and light availability. This relationship explained the observed differences among stand composition types. Finally, we found that increased understory light availability did not compensate for losses due to deer browsing. In the absence of deer browsing, our results demonstrate that sessile oak stumps regenerate well under closed-canopy conditions and maintain a moderate sprouting capacity at least until the age of 70–80 years old. Partial thinning could therefore be a potential tool to renew light-demanding tree species such as sessile oak in mixed high-forest stands. Nevertheless, we do not recommend coppicing sessile oak under closed canopies unless the oak stumps are protected from deer browsing and understory light availability is optimized as much as possible despite closed-canopy-management objectives.

Suivi de l’activité microbienne du sol

Impulsé par Stéphane Bazot de l’UMR 8079, Laboratoire Ecologie, Systématique et Evolution de l’Université Paris-sud, une équipe menée par Gaëlle Vincent est venu sur OPTMix en mars puis mi-juin pour deux  campagnes de suivi de l’activité microbiennes de sols. Des prélèvements de sol ont été effectués en vue d’analyses de structure des communautés des bactéries, archées et champignons. Pour compléter, des mesures de respiration du sol ont été couplées pour la campagne de juin afin de caractériser cette partie du cycle du carbone en fonction des niveaux de densité du peuplement.

En parallèle, l’équipe d’Irstea associée à Sébastien Gogo, de l’ISTO d’Orléans, a refait des mesures de respiration en peuplements mélangés comme l’année passée. Outre la variation inter-annuelle, les mesures permettront une comparaison inter-appareil.