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.

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

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

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

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 …

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

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.

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.

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.

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.