Article paru : la Transmittance pour suivre la phénologie et le développement foliaire du chêne sessile

Un article vient de paraître dans la revue « Agricultural and Forest Meteorology » sur l’utilisation de la transmittance pour suivre la phénologie et le développement foliaire du chêne sessile (Quercus petraea) en peuplement pur.

Perot, T., P. Balandier, C. Couteau, S. Perret, V. Seigner and N. Korboulewsky (2019). « Transmitted light as a tool to monitor tree leaf phenology and development applied to Quercus petraea. » Agricultural and Forest Meteorology 275: 37-46. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2019.05.010.

Résumé :

Une meilleure connaissance et un meilleur suivi à long terme de la phénologie des espèces d’arbre et du développement foliaire sont cruciales  pour estimer avec précision l’impact des changements climatiques sur le fonctionnement des écosystèmes forestiers et sur la distribution des espèces forestières. L’objectif de ce travail était caractériser la phénologie et le développement foliaire du chêne sessile à l’aide d’une méthode indirecte non soumise à des effets observateurs :  la transmittance (rapport entre la mesure du rayonnement solaire  en-dessous et au-dessus du couvert forestier). Nous souhaitions également tester s’il était possible de déduire la date de débourrement observée à partir de la transmittance mesurée. Pour cela nous avons installé des capteurs de rayonnement solaire dans des peuplements purs de chêne sessile et dans le même temps nous avons fait des observations phénologiques (débourrement). Les mesures de rayonnement et les observations phénologiques ont été réalisées sur quatre années consécutives et pour deux densités de peuplement contrastées. Les données ont été acquises sur les placettes OPTMix sur la période allant de 2013 à 2018.  Les résultats montrent que les capteurs de rayonnement permettent de suivre le développement foliaire du chêne sessile et que la transmittance pendant la phase de débourrement suit un modèle en forme de sigmoïde. La modélisation de la transmittance nous a permis de définir un ensemble de paramètres caractérisant le feuillage et son développement. Les transmittances maximale et minimale sont des paramètres importants à suivre car ils fournissent des informations sur la quantité de feuillage ainsi que sur la quantité de lumière disponible sous la canopée : deux variables clés qui conditionnent le fonctionnement et la dynamique de l’écosystème forestier. Nous suggérons que la date à laquelle l’interception du rayonnement due au feuillage atteint 50% pourrait être utilisée pour définir le début de la saison de végétation car à cette date le LAI (Leaf Area Index) est proche de la moitié de  son maximum et parce que cette date n’est pas soumise a des effets observateur. La relation entre la date de débourrement observée et la transmittance était plus complexe qu’attendu. La date de débourrement intervient en moyenne lorsque l’interception due au feuillage atteint 10% . Un modèle linéaire intégrant des paramètres du modèle de transmitance comme variables prédictives nous a permis d’expliquer 57% de la variabilité de la date de débourrement observée. Des données complémentaires combinant des mesures de lumière et des observations phénologiques  sur une période de temps plus longue permettraient de clarifier la relation entre les paramètres de la transmittance et la date de débourrement.

Effets des interactions entre les bryophytes et les ongulés sauvages sur la régénération forestière (projet de thèse de Laura Chevaux)

A l’occasion de la thèse de Laura Chevaux (Irstea Nogent-sur-Vernisson), de nouveaux suivis de régénération et des relevés de bryophytes seront réalisés sur le dispositif OPTMix en 2019. La thèse, sur le rôle de la bryoflore dans le réseau d’interactions forestières et les implications pour la coexistence des espèces ligneuses, est encadrée par Philippe Balandier et Anders Marell. L’objectif de ces suivis est d’évaluer les effets des interactions entre les bryophytes et les ongulés sauvages sur la régénération forestière en forêt mélangée chêne-pin. Les données seront également utilisées pour implémenter la strate des bryophytes dans le modèle RReShar (module de la plate-forme capsis).

L’INRA d’Orléans visite OPTMix le 5 mars 2019

A l’occasion de la future fusion entre l’INRA et Irstea, une quarantaine de personnes de l’INRA d’Orléans sont venus visiter les placettes OPTMix le 5 mars 2019.

Mesure de LAI avec la méthode des aiguilles

Dans le cadre de la thèse de Maxime Brière (thèse 2019-2021 encadrée par Eric Dufrêne, UMR ESE), des estimations de LAI dans les placettes mono-spécifiques de chêne ont été réalisées le 12 février 2019. Le LAI des placettes a été estimé avec la méthode des aiguilles qui consiste à compter le nombre de feuilles de l’année tombées au sol ayant été traversées par une aiguille jetée au hasard le long d’un transect. En réalisant suffisamment de points de mesure (plus de cent points par placette), cette méthode permet d’avoir une estimation du LAI de la placette. Ces données serviront dans le cadre de la thèse de Maxime Brière pour faire des simulation avec le modèle CASTANEA.

Séminaire annuel OPTMix, 8, 10 et 11 janvier 2019

Le séminaire annuel OPTMix s’est tenu les 8, 10 et 11 janvier 2019. Ces journées ont été l’occasion de faire le point sur l’année écoulée, en termes de pilotage, vie et maintenance du dispositif mais aussi d’échanger sur les aspects scientifiques, les travaux réalisés et ceux planifiés ou encore de discuter de nouvelles expérimentations ou collaborations à développer.

Les travaux scientifiques suivants ont fait l’objet d’une présentation :

Croissance et productivité

  • « Détermination du lien entre la densité et la productivité des peuplements forestiers dans un contexte de changement climatique. Application à deux espèces : Quercus petraea et Pseudotsuga menziesii » par Maxime Brière. Projet de thèse 2019-2021 encadré par Eric Dufrêne (UMR ESE).
  • « Utilisation de la transmittance pour suivre la phénologie et le développement foliaire :  application au chêne sessile » par Thomas Pérot (Irstea)

Utilisation des ressources

  • « Première approche du bilan hydrique sur sol à engorgement temporaire sur le dispositif OPTMix » par Philippe Balandier (Irstea). Stage master 2 de Jérôme Tricaud.
  • « Réactions à la contrainte hydrique des chênes sessiles et pins sylvestres en fonction de la sylviculture » par Jordan Bello. Projet de thèse 2016-2018 encadré par Nathalie Korboulewsky (Irstea) et Patrick Vallet (Irstea)
  • « Le carbone du sol et cycle » par Nathalie Korboulewsky et Lucie Vincenot (ECODIV, Irstea université Rouen Normandie)
  • « Impact de la densité du peuplement forestier sur la dynamique de la matière organique dans le sol » par Gaëlle Vincent (UMR ESE)

Biodiversité

  • « Projet CLIMATICK » par Isabelle Lebert (INRA)
  • « Etude des caractéristiques écologiques des peuplements forestiers
    favorisant une espèce exotique envahissante, Campylopus introflexus Torpied cactus (Bryophytes) » par Yann Dumas (Irstea)
  • « Assemblages de bousiers associés à la présence des ongulés sauvages » par Christophe Baltzinger (Irstea)

Dynamique du sous-étage

  • « Rôle de la bryoflore dans le réseau d’interactions forestières : implications pour la coexistence des espèces ligneuses » par Laura Chevaux. Projet de thèse 2019-2021 encadrée par Anders Marell (Irstea) et Philippe Balandier

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

Du 10 au 19 décembre 2018, 9 fosses ont été creusées dans les placettes mélangées de la modalité densité forte. Les opérations suivantes ont été réalisées :

  • description pédologique fine ;
  • le prélèvement d’échantillons de sol dans les différents horizons ;
  • l’installation de capteurs pour la mesure de l’humidité du sol, du niveau de la nappe et la température du sol

Article paru : pendant une forte sécheresse le Chêne sessile et le Pin sylvestre poussant en peuplement mélangé ont des profondeurs de prélèvement d’eau différentes

Un article vient de paraître dans la revue « Plant science » sur la complémentarité du Chêne sessile et du Pin sylvestre poussant en peuplement mélangé concernant les profondeurs de prélèvement d’eau de ces deux espèces pendant une forte sécheresse. Les données de ce travail ont été acquises en 2016 sur les placettes OPTMix. Pour déterminer les profondeurs de prélèvement les signatures isotopiques (oxygène) du bois et du sol pendant la période du stress hydrique ont été comparées. Les résultats montrent que pendant une forte sécheresse le Chêne sessile et le Pin sylvestre poussant en peuplement mélangé ont des profondeurs de prélèvement d’eau différentes.

Bello, J., N. J. Hasselquist, P. Vallet, A. Kahmen, T. Perot and N. Korboulewsky (2019). « Complementary water uptake depth of Quercus petraea and Pinus sylvestris in mixed stands during an extreme drought. » Plant and Soil. doi: 10.1007/s11104-019-03951-z

Abstract

Aims: The growing demand from forest managers is to identify silvicultural practices to overcome projected water scarcity during the next decades. One solution is to mix tree species in the same stand, thereby increasing resource partitioning and minimizing competition for limited soil water. This study investigates the mixture approach for Quercus petraea (Matt.) Liebl. and Pinus sylvestris L. during an extreme summer drought event.

Methods: During the summer drought event in 2016, we analyzed the isotopic signatures of large- and small-tree xylem and soil water throughout the soil profile to assess the depth of water uptake for both tree species. We also measured predawn leaf water potentials (PLWP) to assess water availability for individual tree species.

Results: When grown in pure stands, both species primarily utilized soil water near the surface. In contrast, partial niche complementarity for limited water resources

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.