Objectif :
L’objectif global de ce projet est d’améliorer notre compréhension du fonctionnement carboné des sols des forêts en fonction de la gestion sylvicole. Cette meilleure connaissance permettra d’anticiper tous changements dans les services écosystémiques rendus par la forêt : biodiversité, productivité, contrôle de l’émission de GES.
Dans ce projet nous faisons clairement l’hypothèse que l’intensité du régime de gestion sylvicole affectera la composition végétale, la qualité et la quantité de matière organique (MO) entrant au sol, la diversité des microorganismes impliqués dans la transformation de cette MO et dans l’émission de GES. Ce projet se divise en deux grandes étapes :

En fonction de deux scénarios d’exploitations :
1. Mettre en évidence les variations des communautés microbiennes (archées, bactéries, champignons) du sol en lien avec la transformation de la MO.
2. Etudier l’activité de minéralisation de la matière organique par ces microorganismes
3. Etudier la variabilité spatio-temporelle de l’émission de CO2 par les sols forestiers.

Méthodologie :

Cette étude se déroulera en forêt d’Orléans et plus particulièrement sur le dispositif OPTMix (Oak Pine Tree Mixture), IRSTEA Nogent sur Vernisson, https://optmix.irstea.fr, installé en 2012. Ce dispositif a pour objectif de tester différents scénarios de gestion sylvicole, dont la densité des peuplements, dans le contexte des changements climatiques. Sur ce dispositif, le projet se focalisera sur les parcelles de peuplements purs de chênes sessiles (Quercus petraea), âgés de 80 ans, menées en sylviculture conservatrice (gestion habituelle, densité élevée), et en sylviculture dynamique (densité de peuplement claire). Le niveau de compétition entre arbres est connu et contrôlé sur chaque parcelle (RDI, indice de densité relative = 0.4 en gestion dynamique et 0.7 en gestion conservatrice).
Chacune des parcelles de mesure couvre une surface de 0,5 ha où tous les arbres ont été cartographiés. Les placettes de mesure sont entourées d’une zone tampon de 20 mètres de large soumise aux mêmes modalités. Les parcelles sont équipées d’appareils de mesure du microclimat. Pour chaque niveau de densité 3 répétitions sont disponibles.
Les modifications quantitatives et qualitatives de la MO entrant au sol influencent les communautés microbiennes impliquées dans la minéralisation (Sauvadet et al., 2016). Ainsi les variations d’abondance et de diversité des communautés microbiennes du sol (bactéries, archées, champignons) seront évaluées en fonction des niveaux de densité. La structure des communautés microbiennes sera analysée par biologie moléculaire. L’approche consistera à quantifier les abondances des 3 groupes microbiens (Bactéries, Archées et Fungi) par PCR quantitative ciblant les gènes codant les ARNr 16S et 18S respectivement (qPCR). Ainsi 5 carottes de sol de l’horizon de surface (0-10cm), ou se déroule la majorité des processus de transformation de la MO, seront échantillonnées par parcelles soit 30 carottes au total.
L’activité de minéralisation de la MO du sol par le compartiment microbien sera suivie grâce à des tests de type MicroResp™. Ces tests consistent à mesurer l’activité de minéralisation (= production de CO2) des microorganismes directement présents dans une suspension de sol avec différents substrats organiques en microplaques (Lerch et al. 2013). Il est ainsi possible de mettre en évidence le profil d’activité catabolique des microorganismes du sol en fonction des différents niveaux de densité. Ces mesures seront effectuées sur les mêmes échantillons de sols que ceux utilisés pour les mesures de diversité.
Enfin, plus globalement le flux de CO2 respiré par le sol (respiration autotrophe et hétérotrophe) sera suivi lors d’une campagne de mesure de la respiration du sol. Ces mesures de respiration seront effectuées début juin sur chaque parcelle grâce à un analyseur infra rouge de CO2 (EGM 4, Campbell) relié à une chambre de respiration. Sur chaque parcelle différents points de mesures seront réalisés afin d’appréhender la variabilité spatiale des flux de respiration au sein de chaque parcelle.

Ce stage peut se poursuivre par une thèse, ce sujet sera déposé dans une école doctorale.

Contact : Stéphane Bazot : [email protected] Ecologie Systématique Evolution (ESE), UPSUD, CNRS, Agroparistech, 91400 Orsay.
01 69 15 71 36

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