La respiration du sol au sein d'une plantation tropicale et les facteurs biotiques qui l'influencent
Résumé
Because soil respiration representes 80% of ecosystem respiration, it is a major flux between biosphere and atmosphere. We examined the effects of root and litter exclusion on soil CO! efflux (Rsu1) using trenching and litter exclusion in a tropical plantation constituted of trees seedlings installed in 16 mono-specific stands 20 years ago near Kourou, French Guyana. Soil CO2 efflux was measured using an infra red gas analyser (PP System,EGM4 ) at 16 randomly distributed plot in each treatment: control, root exclusion, litter exclusion and both root and litter exclusion. in the plantation. We measured R'1l1during four periods, and we have collected soil samples, litter biomass and measured moisture at 5 cm depth in the soil. Soil CO, efflux varied significantly among species from 2,8±O,7f1mo l. m''. s' (mean ± standard deviation) to 7.4± 1.7fLmol. n'-' . s ' for Qualea rosea and Vochys ia tomentosa, respectively. 1'0 significant correlation was found between RSIlI variability and soil moisture, which is mostly related to soil texture in the experimental site. Soil CO2 efflux was significantly reduced in litter exclusion treatment and root exclusion plots (6 months litter and/or root exclusion) during ail measurements period and for ail species, compared to control plots. The reduction of soil CO, efflux was higher in plot without root than in plot without litter of control plot (42% and 25%, respectively). There was an import ant specific diversity in these reductions . We estimated the contribution of roof respiration (Rr) to total Rso1 by calculating the difference between Rso1 control and Rsn l root exclusion plot corrected for the decomposition of root that were killed following t re n e h in ~. Thus the heterotrophic component of soil carbon efflux accounts for 46% of total carbon efflux (1,9f1 mol. rn" . s•') while root respiration accounts for 54% of soil carbon release (2,3 ~t mo l. m-2 S-I) . Because there was a negative and significant correlation between microbial respiration (Rrn) and C/N of mature leaves it seemed to be possible to predict Rm if we known the mature leaves quality. In addition a good estimate theorical R ~, values from R~, measured in different treatments.
La respiration du sol en représentant une part de 80% de la respiration de l'écosystème apparaît être un flux majeur entre la biosphère et l'atmosphère. Nous avons étudié les effets de l'exclusion racinaire et de la litière sur le flux de CO, du sol (R ~ , ) en utilisant la méthode de " Trench-plots" et de suppression de litière dans une plantation d'arbres tropicaux. Ces arbres, âgés de 20 ans ont été plantés sur un sol uniforme, près de Kourou en Guyane française, en 16 placeaux mono-spécifiques. Pour mesurer les flux de CO2 provenant du sol, nous avons utilisé un analyseur différentiel de gaz infrarouge portable muni d'une chambre. Les mesures ont été faites sur 4 traitements différents tels que : le contrôle, l'exclusion racinaire, l'exclusion de litière et l'exclusion de litière et de racine et ce, répétés sur chacune des 16 placettes mono-spécifiques. Cette étude comporte 4 campagnes de mesures. Nous avons également effectué des prélèvements de sol de litière et nous avons fait des mesures d’humidité de sol à une profondeur de 5 cm. Les flux de C01 du sol varient fortement entre espèces de 2.8±O.7 ~t m o 1. m-2. sol à 7 A± 1. 7 ~t m o l. m•1 sol pour Qua/ev rosea ct Vochysto tomentasa, respectivement. Il n'existe pas de corrélation significative entre les variations de Rw l ct celles de l'humidité du sol (indication sur la texture du sol de la plantation ). Nous avons observé que Rso1 était significativement plus faible dans les placeaux sans racines et/ou sans litière (6 mois après la mise en place de l'expérimentation) pour toutes les campagnes de mesures et pour toutes les espèces que dans les placeaux contrôlés. Cette réduction du flux de CO2 du sol est plus forte dans les "trench-plots " que dans les traitement s d'exclusion de litière avec 42 et 25% respectivement. Un effet "traitement " et un effet "espèce" important expliquent 3 1"/.. ct 13% de la variabilité totale de R~. Nous avons cherché à connaître la contribution des racines dans les valeurs de R""I. en comparant le flux de CO2 provenant du sol sur des "trench -plot s'' au flux de COl provenant du sol dans les placeaux contrôlés . Cette estimation a été corrigée pour prendre en compte la décomposition des racines tuées par les tranchées. Ainsi, la composante appartenant aux micro -organismes représente 46% du flux total de carbone provenant du sol (1.9Jlmo l. m-2 S•I ) alors que la respiration des racines représente 54% du dégagement de carbone (2 ,3~lmol. m ol . 5-La respiration des micro-organismes pourrait être estimée en mesurant le C/N des feuilles matures puisqu'il existe une corrélation significative et négative entre les deux. Enfin les résultats obtenus sur les différents traitements permettent d'obtenir une bonne estimation de la respiration du sol avec un RSIlI théorique corrélé à 66% avec les valeurs réelles mesurées.