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Séminaire « Forêts et Changements climatiques ». La gestion sylvicole modifie- t-elle l’économie en eau des écosystèmes forestiers ?. Dorian LELOU Zi LI Alice MAILLOT Clémence VERON. 9 Janvier 2009. Plan. Introduction Mécanisme du bilan hydrique
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Séminaire « Forêts et Changements climatiques » La gestion sylvicole modifie- t-elle l’économie en eau des écosystèmes forestiers ? Dorian LELOU Zi LI Alice MAILLOT Clémence VERON 9 Janvier 2009
Plan • Introduction • Mécanisme du bilan hydrique • Influence d’actions sylvicoles sur l’économie en eau • Limites des effets constatés • Influence des essences et traitements • Conclusion
Introduction : bilan hydrique d’un écosystème forestier Quel est l’impact de la gestion sylvicole ?
Mécanisme du bilan hydrique Bréda et Granier, 1996 Aussenac, 2000 Interceptions des pluies Transpiration globale du peuplement Simonin et al., 2007 Compétition LAI
Mécanisme du bilan hydrique Éclairement Aussenac, 1987 Carlson et Groot, 1997 Transpiration individuelle des arbres Simonin et al., 2007 Développement et transpiration du sous-étage Température Breshears et al., 1998 Évaporation du sol LAI Bréda et Granier, 1996 Aussenac, 2000 Interceptions des pluies Transpiration globale du peuplement Simonin et al., 2007 Compétition
Mécanisme du bilan hydrique Transpiration totale de l’écosystème Disponibilité en eau et résistance à la sécheresse LAI Bréda et Granier, 1996 Aussenac, 2000 Éclairement Interceptions des pluies Transpiration globale du peuplement Simonin et al., 2007 Aussenac, 1987 Compétition Carlson et Groot, 1997 Transpiration individuelle des arbres Simonin et al., 2007 Développement et transpiration du sous-étage Température Simonin et al., 2007 Breshears et al., 1998 Évaporation du sol Misson et al., 2003
Éclaircie forte Trouée Coupe rase - + + Cosandey, 1992 Écoulement Disponibilité en eau et résistance à la sécheresse Influence d’actions sylvicoles sur l’économie en eau LAI Aussenac, 2000 Éclairement Bréda et Granier, 1996 Interceptions des pluies Transpiration globale du peuplement Simonin et al., 2007 Aussenac, 1987 Compétition Carlson et Groot, 1997 Transpiration individuelle des arbres Anderson et al., 1976 Simonin et al., 2007 Simonin et al., 2007 Transpiration totale de l’écosystème Développement et transpiration du sous-étage Température Breshears et al., 1998 Misson et al., 2003 Évaporation du sol
Limites des effets constatés • Effet temporaire • Effet sensible si intensité forte • Cas de conditions climatiques extrêmes • Transpiration globale augmentée après éclaircie en période de sécheresse prononcée Donner et Running, 1986 Anderson et al., 1976
Éclaircie forte Trouée Coupe rase Écoulement Disponibilité en eau et résistance à la sécheresse Limites des effets constatés LAI • Effet temporaire • Nécessité d’intensité forte • Cas des conditions climatiques extrêmes • Niveau de transpiration global en cas de sécheresse prononcée • Validité du LAI • Organisation spatiale des houppiers • Exposition Éclairement Interceptions des pluies Transpiration globale du peuplement Compétition Transpiration individuelle des arbres Simonin et al., 2007 Transpiration totale de l’écosystème Développement et transpiration du sous-étage Température Évaporation du sol
Limites des effets constatés • Effet temporaire • Nécessité d’intensité forte • Cas des conditions climatiques extrêmes • Niveau de transpiration global en cas de sécheresse prononcée • Validité du LAI • Organisation spatiale des houppiers, exposition Donner et Running, 1986 Anderson et al., 1976 Simonin et al., 2007 McNaughton et Jarvis, 1983
Influence des essences et traitements • Essences : Feuillus / Résineux • Différence de LAI et de transpiration • Traitements : • Différence de LAI • Conséquences sur le bilan hydrique ?? Anderson et al., 1976 Bréda, 1999
Conclusion • La gestion sylvicole possède des outils importants (éclaircie, trouées, …) pour influencer l’économie en eau des écosystèmes forestiers et leur résistance à la sécheresse. • Les effets ne sont pas toujours très nets (résultats contradictoires), ou n’ont pas encore fait l’objet d ’études (différences entre traitements sylvicoles). • Dans un contexte de changement climatique, l’amélioration de la résistance à la sécheresse des écosystèmes forestiers prend toute son importance dans le cadre de la gestion des peuplements.
Bibliographie ANDERSON H.V., HOOVER M.D., REINHART K.G., 1976, Forests and water: effects of forest management on floods, sedimentation and water supply, USDA For. Serv. Gen. Tech. Report PSW 18, 115p. AUSSENAC G., BOULANGEAT C., 1980, Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco), Ann. Sci. For. 37 : 91-107. AUSSENAC G., 1987, Effets de l’éclaircie sur l’écophysiologie des peuplements forestiers, Schweiz. Z. Forstwes. 138 : 685-700. AUSSENAC G., 2000, Interactions between forest stands and microclimate: Ecophysiological aspects and consequences for silviculture, Ann. For. Sci. 57 : 287-301. AUSSENAC G., GRANIER A., NAUD R., 1982, Influence d'une éclaircie sur la croissance et le bilan hydrique d'un jeune peuplement de Douglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco), Can. J. For. Res. 12 (1) : 222-231. BHARATI L., LEE K. H., ISENHART T. M., SCHULT R. C., 2002, Soil water infiltration under crops, pasture, and established riparian buffer in Midwestern USA, Agroforestery Systems 56 : 249-257. AUSSENAC G., BREDA N., GRANIER A., 1995, Effets des modifications de la structure du couvert forestier sur le bilan hydrique, l'état hydrique des arbres et la croissance, Rev. For. Fra. 47(1) : 54-62. BREDA N., GRANIER A., AUSSENAC G., 1995, Effects of thinning on soil water balance and tree water relations, transpiration and growth in oak forest (Quercus petraea (Matt) Liebl.), Tree Physiol. 15 : 295-306. BREDA N., GRANIER A., 1996, Intra and interannual variations of transpiration, leaf area index and radial growth of a sessile oak stand (Quercus petraea), Ann. Sci. For. 53 : 521-536. BREDA N., 1999, L’indice foliaire des couverts forestiers : mesure, variabilité et rôle fonctionnel, Rev. For. Fra. LI. 2 : 135-150. BRESHEARS D.D., NYHAN J.W., HEIL C.E., WILCOXT B.P., 1998, Effects of woody plants on microclimate in a semiarid woodland: soil temperature and evaporation in canopy and intercanopy patches, Int. J. Plant Sci. 159 : 1010-1017. CARLSON D.W., GROOT A., 1997, Microclimate of clear-cut, forest interior, and small openings in trembling aspen forest, Agric. For. Meteorol. 87 : 313-329. CLINTON B. D., 2003, Light, temperature and soil moisture responses to elevation, evergreen understory, and small canopy gaps in the southern Appalachains, For. Ecol. Manage. 186 : 243-255. COSANDEY C., 1992, Influence de la forêt sur le cycle de l’eau, conséquences d’une coupe forestière sur le bilan d’écoulement annuel, Hydrol. Continent. 7(1) :13-22. 8 DONNER B.L., RUNNING S.W., 1986, Water stress response after thinning Pinus contorta in Montana, For. Sci. 32 : 614-625.
DUCREY M., HUC R., 1999, Effets de l’éclaircie sur la croissance et le fonctionnement écophysiologique d’un taillis de chêne vert, Rev. For. Fra. LI. 2 : 326-340. DUPRAZ C., 1984, Bilan des transferts d’eau et des éléments minéraux dans trois bassins versants comparatifs à végétation contrastée (Mont-Lozère, France), U.E.R de Sciences Fondamentales et appliquées, hydrogéologie. Université d’Orléans, E.N.G.R.E.F. GRANIER A., BIRON P., BREDA N., PONTAILLER J.-Y., SAUGIER B., 1996, Transpiration of trees and forest stands: short and long-term monitoring using sapflow methods, Glob. Change Biol. 2 : 265-274. HENRIKSEN A., KIRKHUSMO L. A., 2000, Effects of clear-cutting of forest on the chemistry of a shallow groundwater aquifer in southern Norway, Hydrology and Earth System Sciences 4 : 323-331. JIMÉNEZ E., VEGA J.A., PÉREZ-GOROSTIAGA P., CUIÑAS P., FONTURBEL T., FERNÁNDEZ C., MADRIGAL J., HERNANDO C., GUIJARRO M., 2008, Effects of precommercial thinning on transpiration in young post-fire maritime pine stands, Forestry 81(4) : 543-557. KELLER H. M., 1971, Der Einfluss des Waldes auf den Kreislauf des Wassers, Schweiz. Z. Forstwes. 81 :10-14. LUTTSCHWAGER D., RUST S., WULF M., FORKERT J., HUTTL R.F., 1999, Tree canopy and herb layer transpiration in three Scots pine stands with different stand structures, Ann. For. Sci. 56 (4) : 265-274. MAITRE V. et JENNI R., 2006, Étude bibliographique sur la relation forêt - eau souterraine. Forum broyard de la forêt et du bois, commission forêt – eau, 13p. McNAUGHTON K.G., JARVIS P.G., 1983, Predicting effects of vegetation changes on transpiration and evaporation, In Water Deficits and Plant Growth, Ed. T.T. Kozlowski, Academic Press, New York : 1-47. MISSON L., NICAULT A., GUIOT J., 2003, Effects of different thinning intensities on drought response in Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), For. Ecol. Manage. 183 : 47-60. QUALLS R. G., HAINES B. L., SWANK W. T., TYLER S. W., 2000, Soluble organic and inorganic nutrient fluxes in clearcut and mature deciduous forest SSSAJ, Germany, Water, Air and Soil pollution 156 : 337-355. SANTIAGO L.S., GOLDSTEIN G., MEINZER F.C., FOWNES J.H., MUELLER-DOMBOIS D., 2000, Transpiration and forest structure in relation to soil waterlogging in a Hawaiian montane cloud forest, Tree Physiol. 20 : 673-681. SCHILLER G., UNGER E.D., MOSHE Y., COHEN S., COHEN Y., 2003, Estimating water use by sclerophyllous species under east Mediterranean climate. II. The transpiration of Quercus calliprinos Webb. in response to silvicultural treatments, For. Ecol. Manage. 179 : 483-495.
SIMIONI G., GIGNOUX J., LE ROUX X., 2003, Tree layer spatial structure can affect savanna production and water budget: results of a 3-D model, Ecology 84 (7) : 1879-1894. 9 SIMONIN K., KOLB T.E., MONTES-HELU M., KOCH G.W., 2007, The influence of thinning on components of stand water balance in a ponderosa pine forest stand during and after extreme drought, Agri. For. Meteorol. 143 : 266-276. VILHAR U., STARR M., URBANCIC M., SMOLEJ I., SIMONCIC P., 2005, Gap evapotranspiration and drainage fluxes in a managed and a virgin dinaric silver fir–beech forest in Slovenia: a modelling study, Eur. J. Forest Res. 124 : 165-175. VILHAR U., SIMONCIC P., KAJFEZ-BOGATAJ L., KATZENSTEINER K., DIACI J., 2006, Influence of forest management on water balance of forests in dinaric karst. University of Ljubljana, Biotechnical faculty, Department of forestry and Renewable Forest Resources & Slovenian Forestry Institute, Dept. for forest ecology and Research program for Forest biology, ecology and technologyi in : Water balance of a dinaric silver fir-beech forest in Kocevski Rog, Ljubljana, p.290-295 http://petelin.gozdis.si/splet/dokument.php?id=21 (consulté le 07/01/2009)