Laclau, Jean-Paul (2001) Dynamique du fonctionnement minéral d'une plantation d'eucalyptus. Effet du reboisement sur un sol de savane du littoral congolais; conséquences pour la gestion des plantations industrielles. PhD thesis Génie Rural, Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, INAPG.
Abstract
Cette étude avait pour objectifs principaux détudier le fonctionnement minéral dune plantation deucalyptus et dévaluer les effets du reboisement sur un sol de savane du littoral congolais. Une amélioration des systèmes de culture était également recherchée, afin dassurer une production soutenue et durable de bois deucalyptus dans ces sols.
Les cycles biogéochimiques ont été étudiés dans une plantation clonale deucalyptus âgée de 6 à 9 ans (fin de la rotation) et dans une savane représentative de lécosystème originel. Les stocks déléments biodisponibles dans les sols des 2 écosystèmes ont été quantifiés et les principaux flux déléments minéraux sous forme dissoute ont été mesurés pendant 3 années: apports atmosphériques, pluviolessivats, écoulements de troncs, ruissellements superficiels, transferts sous la litière et à la base des différents horizons pédologiques (jusquà 6 m de profondeur). Lors du brûlis de la savane, les restitutions au sol sous forme de cendres ainsi que les transferts dans latmosphère ont été quantifiés. La localisation spatiale des racines a également été étudiée dans la plantation ainsi que la dynamique dincorporation des éléments dans la savane entre 2 brûlis annuels. Létude de chronoséquences de peuplements couvrant lensemble de la rotation de futaie a permis daborder les dynamiques (i) dincorporation déléments minéraux dans la biomasse, (ii) de retours au sol avec les litières, ainsi que (iii) de transferts internes dans les arbres.
Les résultats montrent que les cycles biogéochimiques dans lécosystème de savane ont été profondément modifiés par la plantation deucalyptus. Le cycle de lazote a été le plus affecté en raison de larrêt des brûlis et de la fixation symbiotique, qui représentent des flux importants en savane. Ce clone deucalyptus sest révélé très bien adapté malgré la pauvreté des sols, en raison en particulier dun recyclage intense déléments nutritifs. Les transferts internes de N, P, K dans la biomasse et les restitutions importantes de N, Ca et Mg avec les litières permettent de limiter la dépendance des arbres vis à vis des réserves du sol en fin de rotation. Les bilans entrées-sorties indiquent néanmoins que les fortes productions de biomasse des eucalyptus ont lieu aux dépens du capital dazote hérité de la savane et quune augmentation importante des apports par fertilisation sera indispensable pour maintenir la production. Des recommandations sylvicoles ont été proposées afin de limiter au maximum les exportations minérales et orienter les futures expérimentations.
| Item Type: | PhD Thesis (PhD) |
|---|---|
| Thesis Supervisor: | Ranger, J. |
| Date: | December 2001 |
| Board of examiners: | Ney, B. and Abbadie, L. and Bouillet, J. -p. and Ferry, B. and Gonçalves, J.l.m. |
| Ecole Doctorale: | ED 435 AGRICULTURE, ALIMENTATION, BIOLOGIE, ENVIRONNEMENTS ET SANTE |
| Discipline: | Génie Rural |
| Collection (Fonds): | INAPG |
| Institution: | INAPG |
| Department: | Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles |
| Subjects: | 8. Earth Sciences and Environmental Engineering 7. Life Sciences and Engineering |
| Uncontrolled Keywords: | Eucalytus, Savane, Afrique, Cycles biogéochimiques, éléments nutritifs, Nutrition, Solutions, Bilans, Sols tropicaux, Forêt, Plantation |
Table of content
1. INTRODUCTION - 1
1.1 LES EUCALYPTUS - 1
1.2 LA GESTION DURABLE DES FORÊTS - 4
1.3 LÉVOLUTION DE LA FERTILITÉ MINÉRALE DES SOLS FORESTIERS - 5
1.3.1 Le cycle biogéochimique et son rôle - 6
1.3.2 Le modèle conceptuel à compartiments et à flux - 7
1.3.3 Intérêt et limites des méthodes détude de lévolution de la fertilité minérale des sols forestiers - 9
1.4 LA DURABILITÉ DES PLANTATIONS DEUCALYPTUS DE POINTE-NOIRE (CONGO) - 12
1.5 LES OBJECTIFS DE LÉTUDE 1 - 4
2. MATÉRIEL ET MÉTHODES - 16
2.1 PRÉSENTATION DU SITE - 16
2.1.1 Localisation - 16
2.1.2 Climat - 16
2.1.3 Géologie - 16
2.1.4 Sols - 17
2.1.5 Végétation - 18
2.2 DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ET MÉTHODES DÉCHANTILLONNAGE - 18
2.2.1 Stocks dans les différents compartiments de lécosystème - 18
2.2.1.1 Les sols - 19
2.2.1.2 La végétation - 20
2.2.2 Principaux flux déléments minéraux dans lécosystème - 22
2.2.2.1 Flux internes dans la biomasse des peuplements - 22
2.2.2.2 Restitutions solides au sol - 26
2.2.2.3 Décomposition de la litière au sol - 27
2.2.2.4 Flux déléments minéraux en solution - 28
2.2.2.5 Flux déléments issus de laltération des minéraux du sol - 30
2.2.2.6 Brûlis de la savane - 30
2.2.3 Bilans hydriques et minéraux - 31
2.2.3.1 Méthode du bilan hydrique - 32
2.2.3.2 Méthode du bilan entrées-sorties - 33
2.3 PROCÉDURES ANALYTIQUES ET CONTRÔLE QUALITÉ - 35
2.3.1 Analyses de sols - 35
2.3.2 Analyses de solutions - 35
2.3.3 Analyses végétales - 36
2.3.4 Contrôle qualité - 36
2.4 TRAITEMENTS STATISTIQUES - 39
3. RESULTATS ET DISCUSSION - 40
3.1 STOCKS INITIAUX DANS LES COMPARTIMENTS DE CHAQUE ECOSYSTÈME - 40
3.1.1 Les sols - 40
3.1.1.1 Origine du matériau - 40
3.1.1.2 Caractérisiques physiques des sols de Kondi - 41
3.1.1.3 Caractéristiques chimiques - 42
3.1.1.4 Autres caractéristiques des sols - 43
3.1.1.5 Variabilité spatiale - 43
3.1.1.6 Stocks déléments minéraux dans les sols - 44
3.1.2 Formations végétales - 45
3.1.3 Conclusion partielle concernant les stocks - 47
3.2 LES CYCLES BIOLOGIQUE ET BIOCHIMIQUE - 50
3.2.1 Accroissement en biomasse des peuplements - 50
3.2.1.1 Plantation deucalyptus - 50
3.2.1.2 Savane - 51
3.2.2 Dynamique dincorporation des éléments minéraux - 52
3.2.2.1 Plantations deucalyptus - 52
3.2.2.2 Savane - 54
3.2.3 Restitutions solides au sol - 55
3.2.3.1 Production de litière - 55
3.2.3.2 Apports au sol déléments minéraux - 58
3.2.4 Echanges foliaires - 59
3.2.5 Besoins minéraux annuels totaux - 60
3.2.5.1 Plantations deucalyptus - 60
3.2.5.2 Savane - 62
3.2.6 Transferts internes - 63
3.2.7 Immobilisation dans la biomasse ligneuse - 65
3.2.8 Prélèvements au sol - 66
3.2.8.1 Plantations deucalyptus - 66
3.2.8.2 Savane - 66
3.2.9 Décomposition de la litière au sol - 67
3.2.10 Dynamique saisonnière - 69
3.2.10.1 Dynamique saisonnière de la production de biomasse - 69
3.2.10.2 Dynamique saisonnière dimmobilisation dans la biomasse ligneuse - 71
3.2.10.3 Dynamique saisonnière des besoins minéraux - 71
3.2.11 Conclusion partielle concernant les cycles biologiques et biochimiques - 72
3.3 LE CYCLE GEOCHIMIQUE - 73
3.3.1 Apports atmosphériques - 73
3.3.1.1 Composition chimique des eaux de pluie - 73
3.3.1.2 Quantification des apports atmosphériques - 74
3.3.2 Brûlis annuel de la savane - 75
3.3.3 Altération des minéraux du sol - 76
3.3.3.1 Paramètres du modèle - 76
3.3.3.2 Variables de sortie du modèle - 78
3.3.4 Drainage - 80
3.3.4.1 Types de solutions du sol collectées - 80
3.3.4.2 Composition chimique des solutions du sol - 81
3.3.4.3 Flux hydriques et minéraux - 82
3.3.5 Conclusion partielle concernant le cycle géochimique - 86
3.4 BILANS ENTREES SORTIES - 88
3.4.1 Bilans courants annuels - 88
3.4.2 Bilans courants saisonniers - 90
4. DISCUSSION GENERALE - 92
4.1 PRINCIPAUX FLUX DES CYCLES BIOGEOCHIMIQUES - 92
4.1.1 Flux hydriques et minéraux en savane et en fin de rotation de futaie deucalyptus - 92
4.1.1.1 Flux hydriques - 92
4.1.1.2 Cycle biogéochimique de lazote - 93
4.1.1.3 Cycle biogéochimique du phosphore - 95
4.1.1.4 Cycles biogéochimiques du potassium, du calcium et du magnésium - 96
4.1.2 Dynamique des flux au cours de la rotation de futaie - 98
4.1.2.1 Limites de lapproche utilisée - 98
4.1.2.2 Dynamique des flux déléments minéraux - 99
4.1.3 Influence du reboisement sur les cycles biogéochimiques - 102
4.1.3.1 Influence des pratiques sylvicoles - 102
4.1.3.2 Particularités de la croissance des plantations - 103
4.2 BILANS ENTREES-SORTIES DELEMENTS MINERAUX AU COURS DE LA ROTATION DE FUTAIE - 107
4.2.1 Incertitude de détermination des flux déléments minéraux entrant et sortant de lécosystème - 107
4.2.2 Bilans quantitatifs pour la rotation de futaie - 108
4.2.2.1 Comparaison des bilans avec les stocks déléments biodisponibles dans les sols - 108
4.2.2.2 Intervalles de confiance des bilans - 109
4.2.3 Influence du mode dexploitation sur les bilans entrées-sorties - 111
4.3 CONSEQUENCES POUR LE PILOTAGE DE LA SYLVICULTURE DES PARCELLES INDUSTRIELLES - 114
4.3.1 Représentativité du peuplement étudié à Kondi - 114
4.3.2 Cohérence des bilans entrées-sorties déléments nutritifs avec les expérimentations en fertilisation - 115
4.3.3 Conséquences sylvicoles - 116
4.3.3.1 Expérimentations de terrain en fertilisation - 116
4.3.3.2 Mode de plantation - 118
4.3.3.3 Impact du mode dexploitation - 118
4.3.3.4 Impact des feux - 119
4.3.3.5 Contrôle de la végétation adventice - 119
4.4 ETUDES COMPLEMENTAIRES PROPOSEES - 121
5. CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVE - 98
6. BIBLIOGRAPHIE (Hors articles) - 129
| ID Code: | 9 |
|---|---|
| Deposited By: | Pascale Vigier |
| Deposited On: | 01 March 2002 |
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