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1. Tree roots can penetrate deeply in African semi-deciduous rain forests: evidence from two common soil types

Author

Eric Lucot, Vincent Freycon, Christelle Joëlle Wonkam, Guillaume Cornu, Adeline Fayolle, Jean-Paul Laclau, Sylvie Gourlet-Fleury, Christophe Jourdan, Biens et services des écosystèmes forestiers tropicaux (UPR BSef), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226, Université de Yaoundé I, Ministère des Eaux, Forêts, Chasse et Pêche [République Centrafricaine], Gembloux Agro-Bio Tech [Gembloux], Université de Liège, Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Ecologie Fonctionnelle et Biogéochimie des Sols (Eco&Sols), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier (ENSA M), Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Département Forêt (Cirad-FORET), ERA-Net BiodivERsA, national funders ANR (France), NERC (UK) BiodivERsA call for research proposals, AFD, ANR-08-BDVA-0001,CoForChange,Comment, pourquoi et où les espèces d'arbres survivront-elles à une augmentation des perturbations : diagnostic et outils d'aide à la decision pour atténuer l'effet des changements globaux sur la biodiversité dans les forêts du bassin du Congo.(2008), Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Laboratoire Chrono-environnement - UFC (UMR 6249) (LCE), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Forêt (FORET), Ecologie des forêts de Guyane ( ECOFOG ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech-Université de Guyane ( UG ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université des Antilles ( UA ), Centre d'études et de recherches appliquées à la gestion ( CERAG ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université de Lille, Sciences Humaines et Sociales, Laboratoire Chrono-environnement ( LCE ), Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Franche-Comté ( UFC ), Institut de Génomique Fonctionnelle ( IGF ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Université de Montpellier ( UM ), Forêt, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, and Université des Antilles (UA)-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
0106 biological sciences, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, 01 natural sciences, forest, Dry season, K01 - Foresterie - Considérations générales, Aérosol, Forêt tropicale humide, Entandrophragma cylindricum, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, gravel, biology, Ecology, Semi-deciduous, tropical, Soil classification, Enracinement, Profil du sol, Deciduous, P33 - Chimie et physique du sol, Soil texture, Ferralsol, [ SDV.SA.SDS ] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, root mat, 010603 evolutionary biology, Saison sèche, Sécheresse, Écologie forestière, Entandrophragma, Forest ecology, Subsoil, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Hydrology, vertical root distribution, soil texture, 15. Life on land, biology.organism_classification, rooting depth, Africa, Environmental science, 010606 plant biology & botany, Racine
Abstract

Despite the important functional role of deep roots in withdrawing water during drought, direct measurements of root distribution are very rare in tropical rain forests. The aim of this study was to investigate the root distribution of Entandrophragma cylindricum, a common tree species in the Central African semi-deciduous rain forest, in Ferralsols and Arenosols. We dug two pits to a depth of 6 m in Ferralsols and two pits to a depth of 3 m in Arenosols, close to E. cylindricum trees. The vertical soil profiles were divided into 10 × 10-cm grid cells and the roots counted were distributed in three diameter classes. We fitted a root distribution model to our dataset. We found that vertical root distribution was shallower in Arenosols than in Ferralsols. Root penetration was not stopped even by a Ferralsol with high gravel content in its subsoil. Overall, our measurements showed that 95% of all roots were distributed to depths of between 258 and 564 cm from the soil surface, which is much deeper than the 95 cm depth previously reported in the literature for tropical rain forests. As sampling depth could explain this discrepancy, we recommend a sampling depth of at least 3–5 m to accurately estimate root distribution. The drier the dry season, the deeper the sampling depth should be. Our results are consistent with global models of root distribution in forest ecosystems, which are driven by climate variables. We thus suggest that deep rooting could be common in rain forests with a marked dry season.

Published
2015

2. Spatial and temporal variations of soil respiration in a Eucalyptus plantation in Congo

Author

Christophe Jourdan, Welcome J. Mouvondy, Richard Joffre, Daniel Epron, Olivier Roupsard, Yann Nouvellon, Paul Berbigier, Laurent Saint-André, Jean-Marc Bonnefond, Olivier Hamel, André Mabiala, Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de bioclimatologie, and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
P33 - Chimie et physique du sol, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Management, Monitoring, Policy and Law, complex mixtures, 01 natural sciences, Soil respiration, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, Nature and Landscape Conservation, 2. Zero hunger, Ecology, Forestry, 04 agricultural and veterinary sciences, Soil carbon, 15. Life on land, Spatial heterogeneity, F61 - Physiologie végétale - Nutrition, Agronomy, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, Litter, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Spatial variability, Ecosystem respiration, Respiration rate, TENEUR EN EAU DU SOL
Abstract

International audience; Our objectives were to quantify soil respiration in a 3-year-old Eucalyptus plantation in coastal Congo and to investigate both temporal and spatial variations of this major component of ecosystem respiration. Soil respiration exhibited pronounced seasonal variations that clearly reflected those of soil water content, with minimum values below 1.6 μmol m−2 s−1 at the end of the dry season in September and a maximum value of 5.6 μmol m−2 s−1 after re-wetting in December. An empirical model describing the relationship between soil respiration and soil water content predicts the seasonal variations in soil respiration reasonably well (R2 = 0.88), even if the effects of soil temperature and soil water content may be confounded since both factors co-vary across seasons. Spatial heterogeneity of soil respiration was clearly affected by management practices with higher respiration rate in slash inter-rows which received higher amounts of detritus at the logging stage, and lower respiration rate in haulage inter-rows used for heavy vehicle traffic. Higher values of soil respiration were also recorded in the vicinity of trunks than in the middle of the inter-rows. While soil water content is the main determinant of seasonal variation of soil respiration, it poorly accounts for its spatial variability over the experimental stand, except for days with low soil water content. Soil respiration was related neither to root biomass nor to soil carbon content, but was positively correlated with both leaf and total aboveground litter (i.e. leaf, bark and woody debris). Plots exhibiting the highest soil respiration also contained the highest amounts of aboveground litter. Microbial respiration associated with litter decomposition is likely a major component of soil respiration, and the spatial heterogeneity in litter fall probably accounts for most of its spatial variability in this Eucalyptus plantation.

Published
2004

3. Precipitation as driver of carbon fluxes in 11 African ecosystems

Author

Merbold, L., Ardo, J., Arneth, A., Scholes, R. J., Nouvellon, Y., Grandcourt, A., Archibald, S., Jean-Marc Bonnefond, Boulain, N., Bruemmer, C., Cappelaere, B., Ceschia, E., El-Khidir, H. A. M., El-Tahir, B. A., Falk, U., Lloyd, J., Kergoat, L., Valérie Le Dantec, Mougin, E., Muchinda, M., Mukelabai, M. M., David Ramier, Roupsard, O., Timouk, F., Veenendaal, E. M., Kutsch, W. L., Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC), Max-Planck-Gesellschaft, Lund University [Lund], Natural Resources and Environment, Council for Scientific and Industrial Research, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), University of British Columbia (UBC), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agricultural Research Cooperation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Earth and Biosphere Institute, School of Geography, Zambia Meteorological Department (ZMD), Centro Agronomico Tropical de Investigacion y Enseñanza (CATIE), Nature Conservation and Plant Ecology Group, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
analyse de données, précipitation atmosphérique, méthode de mesure, afrique, carbone, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], EDDY-COVARIANCE, écosystème, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2009

4. Two independent estimations of stand-level root respiration on clonal Eucalyptus stands in Congo : Up scaling of direct measurements on roots versus the trenched-plot technique

Author

Claire Marsden, Daniel Epron, Laurent Saint-André, Armel Thongo M’Bou, Christophe Jourdan, Antoine Kinana, Yann Nouvellon, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL)

Subjects
0106 biological sciences, Temperature sensitivity, Physiology, EDDY COVARIANCE, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, Plant Science, Plant Roots, 01 natural sciences, Système racinaire, Soil respiration, CARBON SEQUESTRATION, Respiration du sol, Soil Microbiology, Uncertainty analysis, Autotrophic Processes, Eucalyptus, Expérimentation, Direct method, Forestry, 04 agricultural and veterinary sciences, FINE ROOT, Congo, Diamètre, SOIL CO2 EFFLUX, UP SCALING, DIAMETRE RACINE, STAND LEVEL ROOT RESPIRATION, SOIL RESPIRATION, TRENCHED-PLOTS, PINE FOREST, DECOMPOSITION, SPATIAL DISTRIBUTION, UNCERTAINTY ANALYSIS, Méthodologie, SIMULATION MONTE CARLO, Up scaling, Cell Respiration, Soil science, Biology, Plot (graphics), ORGANIC CARBON, Botany, Respiration, Mesure, BEECH FOREST, Technique analytique, Heterotrophic Processes, Carbon Dioxide, 15. Life on land, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, NITROGEN, Dégradation, IN SITU, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, U30 - Méthodes de recherche, METHODOLOGIE, 010606 plant biology & botany, Racine
Abstract

International audience; Root respiration at the level of a forest stand, an important component of ecosystem carbon balance, has been estimated in the past using various methods, most of them being indirect and relying on soil respiration measurements. On a 3-yr-old Eucalyptus stand in Congo-Brazzaville, a method involving the upscaling of direct measurements made on roots in situ, was compared with an independent approach using soil respiration measurements conducted on control and trenched plots (i.e. without living roots). The first estimation was based on the knowledge of root-diameter distribution and on a relationship between root diameter and specific respiration rates. The direct technique involving the upscaling of direct measurements on roots resulted in an estimation of 1.53 μmol m-2 s-1, c. 50% higher than the mean estimation obtained with the indirect technique (1.05 μmol m-2 s-1). Monte-Carlo simulations showed that the results carried high uncertainty, but this uncertainty was no higher for the direct method than for the trenched-plot method. The reduction of the uncertainties on upscaled results requires more extensive knowledge of temperature sensitivity and more confidence and precision on the respiration rates and biomasses of fine roots.

Published
2008

5. Root elongation in tropical Eucalyptus plantations: effect of soil water content

Author

André Mabiala, Christophe Jourdan, Yann Nouvellon, Jean-Pierre Bouillet, Philippe Deleporte, Fidèle Mialoundama, Armel Thongo M’Bou, Daniel Epron, Laurent Saint-André, Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Université Marien Ngouabi, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Fonctionnement et pilotage des écosystèmes de plantations (UPR Ecosystèmes de plantations), and Revues Inra, Import

Subjects
0106 biological sciences, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, 01 natural sciences, RHIZOTRON, [SDV.SA.SF]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Silviculture, forestry, Dry season, CROISSANCE, Water content, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, afrique, Forestry, 04 agricultural and veterinary sciences, Eucalyptus, Plantation forestière, Variation saisonnière, RACINES FINES, EUCALYPTUS, TENEUR EN EAU DU SOL, FINE ROOTS, GROWTH, SOIL WATER CONTENT, OBSERVATION ET ANALYSE DES PROCESSUS, Soil horizon, [SDV.SA.SF] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Silviculture, forestry, Wet season, P33 - Chimie et physique du sol, congo, medicine, Précipitation, Expérimentation au champ, Rhizotron, 15. Life on land, Seasonality, medicine.disease, Agronomy, Soil water, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, carbone, 010606 plant biology & botany, Racine
Abstract

Sustainability of Eucalyptus plantations is often questioned in resource-limited environments, especially in areas characterized by soils with poor nutrient and water holding capacities. Yet, field-based observations of fine root dynamics in relation with the seasonality of rainfall are lacking. This study was undertaken on two Eucalyptus stands planted in the Kouilou Region (south-western Congo), which is characterized by a four-monthlong dry season. Fine root (less than 2 mm in diameter) dynamics were studied using rhizotron observations of root elongation in the field. Fine root elongation rates displayed a seasonal variation in the two stands, with higher elongation rates during the rainy season than during the dry season. Positive and significant correlations were found between fine root elongation rates and soil water content at all depths, but a better correlation was found with soil water content in the deep soil horizon than in the superficial horizons. These results suggest that the temporal variations in fine root elongation were related to the seasonality of rainfall, and they were probably associate with seasonal changes in tree water status, carbon assimilation and belowground allocation., La question de la durabilité des plantations d’Eucalyptus est souvent posée dans les environnements où les ressources sont limitées, en particulier les zones où les sols ont une faible capacité à retenir l’eau et les nutriments et où la saison sèche est longue. Pourtant, les observations in situ de la dynamique racinaire en relation avec la saisonnalité des pluies sont inexistantes. Cette étude a été réalisée dans deux plantations d’Eucalyptus de la région du Kouilou dans le sud ouest du Congo, qui est caractérisée par quatre mois de saison sèche. La dynamique des racines fines (moins de 2 mm de diamètre) a été étudiée à l’aide de rhizotrons permettant d’observer l’élongation racinaire au champ. La vitesse d’élongation des racines fines montrait une variation saisonnière dans les deux plantations, avec des vitesses plus élevées en saison des pluies qu’en saison sèche. Des corrélations positives et significatives ont été trouvées entre la vitesse d’élongation des racines fines et la teneur en eau du sol à toutes les profondeurs, mais les meilleures corrélations ont été observées avec la teneur en eau des horizons profonds. Cela suggère que les variations temporelles de l’élongation des racines fines sont reliées à la saisonnalité des précipitations, et qu’elles sont associées aux changements saisonniers d’état hydrique des arbres, d’assimilation carbonée et d’allocation vers les parties souterraines.

Published
2008

6. Root elongation in tropical Eucalyptus plantations: effect of soil water content

Author

Thongo M'Bou, Armel, Jourdan, Christophe, Deleporte, Philippe, Nouvellon, Yann, Saint-André, Laurent, Bouillet, Jean-Pierre, Mialoundama, Fidèle, Mabiala, André, Epron, Daniel, Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Université Marien Ngouabi, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and Fonctionnement et pilotage des écosystèmes de plantations (UPR Ecosystèmes de plantations)

Subjects
RACINES FINES, RHIZOTRON, [SDV.SA.SF]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Silviculture, forestry, FINE ROOTS, OBSERVATION ET ANALYSE DES PROCESSUS, CROISSANCE, GROWTH, EUCALYPTUS, SOIL WATER CONTENT, TENEUR EN EAU DU SOL
Abstract

Article 609; International audience; Sustainability of Eucalyptus plantations is often questioned in resource-limited environments, especially in areas characterized by soils with poor nutrient and water holding capacities. Yet, field-based observations of fine root dynamics in relation with the seasonality of rainfall are lacking. This study was undertaken on two Eucalyptus stands planted in the Kouilou Region (south-western Congo), which is characterized by a four-monthlong dry season. Fine root (less than 2 mm in diameter) dynamics were studied using rhizotron observations of root elongation in the field. Fine root elongation rates displayed a seasonal variation in the two stands, with higher elongation rates during the rainy season than during the dry season. Positive and significant correlations were found between fine root elongation rates and soil water content at all depths, but a better correlation was found with soil water content in the deep soil horizon than in the superficial horizons. These results suggest that the temporal variations in fine root elongation were related to the seasonality of rainfall, and they were probably associate with seasonal changes in tree water status, carbon assimilation and belowground allocation.; La question de la durabilité des plantations d’Eucalyptus est souvent posée dans les environnements où les ressources sont limitées, en particulier les zones où les sols ont une faible capacité à retenir l’eau et les nutriments et où la saison sèche est longue. Pourtant, les observations in situ de la dynamique racinaire en relation avec la saisonnalité des pluies sont inexistantes. Cette étude a été réalisée dans deux plantations d’Eucalyptus de la région du Kouilou dans le sud ouest du Congo, qui est caractérisée par quatre mois de saison sèche. La dynamique des racines fines (moins de 2 mm de diamètre) a été étudiée à l’aide de rhizotrons permettant d’observer l’élongation racinaire au champ. La vitesse d’élongation des racines fines montrait une variation saisonnière dans les deux plantations, avec des vitesses plus élevées en saison des pluies qu’en saison sèche. Des corrélations positives et significatives ont été trouvées entre la vitesse d’élongation des racines fines et la teneur en eau du sol à toutes les profondeurs, mais les meilleures corrélations ont été observées avec la teneur en eau des horizons profonds. Cela suggère que les variations temporelles de l’élongation des racines fines sont reliées à la saisonnalité des précipitations, et qu’elles sont associées aux changements saisonniers d’état hydrique des arbres, d’assimilation carbonée et d’allocation vers les parties souterraines.

Published
2008

7. Soil carbon balance in a clonal Eucalyptus plantation in Congo: effects of logging on carbon inputs and soil CO2 efflux

Author

Epron, Daniel, Nouvellon, Yann, Deleporte, Philippe, Ifo, Suspens Averti, Kazotti, Julien Guy Mèdéssou, Thongo M'Bou, Armel, Mouvondy, Welcome J., Saint André, Laurent, Roupsard, Olivier, Jourdan, Christophe, Hamel, Olivier, Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Fonctionnement et pilotage des écosystèmes de plantations (UPR Ecosystèmes de plantations), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)

Subjects
Litière forestière, DECOMPOSITION, Carbone, F60 - Physiologie et biochimie végétale, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, CARBON BUDGET, Abattage d'arbres, FOREST MANAGEMENT, Dégradation, LITTERFALL, EUCALYPTUS, CLEAR-CUT, SOIL RESPIRATION
Abstract

International audience; Soil CO2 efflux was measured in clear-cut and intact plots in order to quantify the impact of harvest on soil respiration in an intensively managed Eucalyptus plantation, and to evaluate the increase in heterotrophic component of soil respiration because of the decomposition of harvest residues. Soil CO2 effluxes showed a pronounced seasonal trend, which was well related to the pattern of precipitation and soil water content and were always significantly lower in the clear-cut plots than in the intact plots. On an annual basis, soil respiration represented 1.57 and 0.91 kgCm_2 yr_1 in intact and clearcut plots, respectively. During the first year following harvest, residues have lost 0.79 kgCm_2 yr_1. Our estimate of heterotrophic respiration was calculated assuming that it was similar to soil respiration in the clear-cut area except that the decomposition of residues did not occur, and it was further corrected for differences in soil water content between intact and clear-cut plots and for the cessation of leaf and fine root turnover in clear cut. Heterotrophic respiration in clear-cut plots was estimated at 1.18 kgCm_2 yr_1 whereas it was only 0.65 kgCm_2 yr_1 in intact plots (41% of soil respiration). Assumptions and uncertainties with these calculations are discussed.

Published
2006

8. Evaluation de la séquestration de carbone chez deux plantations pérennes tropicales

Author

Olivier Hamel, Yann Nouvellon, Olivier Roupsard, Christophe Jourdan, laurent saint-andre, Richard Joffre, Jean-Marc Bonnefond, Daniel Epron, Armel Thongo, Welcome Mouvondy, André Mabiala, Serge Taga, Tatia Sileye, ProdInra, Migration, Programme arbres et plantations forestières (Cirad-Foret Programme arbres et plantations forestières), Département Forêt (Cirad-FORET), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Programme cocotier (Cirad-CP Programme cocotier), Département Cultures Pérennes (CP), Programme Modélisation des Plantes (Cirad-Amis Programme Modélisation des Plantes), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), Université Marien Ngouabi, Vanuatu Agricultural Research and Technical Centre, and Partenaires INRAE

Subjects
P33 - Chimie et physique du sol, [SDE] Environmental Sciences, Carbone, Échange gazeux, [SDV]Life Sciences [q-bio], Enrichissement en gaz carbonique, Photosynthèse, Cocos nucifera, MODELE MATHEMATIQUE, Eucalyptus, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, Évapotranspiration, Nutrition des plantes, [SDV] Life Sciences [q-bio], Variation saisonnière, F61 - Physiologie végétale - Nutrition, [SDE]Environmental Sciences, Modèle mathématique, Écosystème
Abstract

Parmi les trois mécanismes de flexibilité prévus dans le Protocole de Kyoto, pour faciliter les engagements de réduction d'émission de Gaz à Effet de Serre (GES) des Pays du Nord (annexe I), seul le Mécanisme de Développement Propre (MDP) inéresse directement les pays du Sud. Les accords de Marrakech stipulent que, durant la première période d'engagement (2008 / 2012) et dans le cadre des projets "puits de carbone", seuls les boisements et les reboisements seront éligibles au MDP. Les modalités de mises en oeuvre imposent, notamment, que l'on soit capable de mesurer les séquestrations réelles de carbone durant une période donnée. La satisfaction de cette contrainte passe par une certification, qui implique la mise en oeuvre d'une méthodologie scientifique. L'objectif est de proposer des modélisations qui prennent en compte l'impact des variations climatiques annuelle et interannuelle, et des techniques culturales sur l'écosystème (Sol/ arbres/ sous-bois) à l'échelle d'un massif. Les deux espèces modèles qui supportent le programme scientifique sont les Eucalyptus (première plantation forestière du monde tropicale avec 14 millions d'hectares) et les Cocotiers (première plantation agro-forestière du monde tropicale avec 13 millions d'hectares). Les deux sites expérimentaux sont situés respectivement en République du Congo sur des plantations industrielles clonales dEucalyptus (ECO SA / UR2PI) et en République du Vanuatu sur des plantations de cocotiers (VARTC). Les stocks de carbone de ces plantations pilotes sont évalués sur des chronoséquences à l'aide de la méthode biométrique (croissance annuelle), combinée à la spectrométrie infra-rouge (concentration en carbone de la biomasse, de la nécromasse et du sol). Ces mesures sont faites en début et en fin de chaque année. Elles fournissent le bilan annuel de carbone des plantations à différents âges. Durant ces mêmes périodes, les flux de carbone de chaque plantation sont mesurés en continu par la méthode des fluctuations turbulentes (échanges de CO2 entre l'écosystème et l'atmosphère). L'évapotranspiration est mesurée à la fois par bilan hydrique et par fluctuations turbulentes. Ainsi validés, les résultats de flux de CO2 et H2O permettent de modéliser les échanges gazeux des écosystèmes et des arbres en fonction des variables climatiques, hydriques et phénologiques. (Texte intégral)

Published
2002

9. Séquestration de carbone par des plantations d'eucalyptus au Congo

Author

Roupsard, Olivier, Nouvellon, Yann, Jourdan, Christophe, Bonnefond, Jean-Marc, Epron, Daniel, Joffre, Richard, Mouvondy, Welcome, Mabiala, André, Thongo, Armel, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), and ProdInra, Migration

Subjects
[SDE] Environmental Sciences, P33 - Chimie et physique du sol, Eucalyptus, SEQUESTRATION DU CARBONE, P40 - Météorologie et climatologie, [SDV]Life Sciences [q-bio], P35 - Fertilité du sol, Évapotranspiration, [SDV] Life Sciences [q-bio], Matière organique du sol, séquestration du carbone, Respiration du sol, [SDE]Environmental Sciences, Mesure, Cycle du carbone
Abstract

National audience; La séquestration de carbone par des plantations clonales d'eucalyptus à croissance rapide (5 à 6 m de croissance en hauteur par an) est actuellement mesurée sur la bande côtière du Congo dans un massif industriel de 40 000 ha. Les sols sont sableux et la pluviométrie moyenne est de 1200 mm. Les flux de carbone entre le couvert et l'atmosphère (NEE: net ecosystem exchange) sont mesurés durant un an par la méthode des fluctuations turbulentes sur une futaie de 400 ha âgée initialement de deux ans et haute de 11 m. Les premiers résultats couvrent deux mois en début de saison des pluies, fin 2000. Malgré un indice folaire inférieur à 1 et de faibles teneurs en eau du sol, les pics journaliers de NEE atteignent -15 µmol m-2 s-1. La respiration de l'écosystème est estimée à partir des flux nocturnes enregistrés par eddy correlation entre 3 et 6 µmol m-2 s-1 avec des pics après les épisodes pluvieux. La respiration du sol est mesurée à l'aide d'une chambre portable et reliée à l'humidité, la température et la concentration en MO du sol. La respiration non-rhizosphérique est estimée à l'aide de trenched-plots et du modèle CENTURY (Parton et al., 1987). L'évapotranspiration est mesurée par bilan hydrique (TDR), flux de sève et fluctuations turbulentes. Le flux de chaleur latente (lambda E) est de l'ordre de 260 Wm-2 en pic contre 180 Wm-2 pour le flux de chaleur sensible (H). A l'échelle semi-horaire, H+lambda E rendent compte de plus de 70% des variations de rayonnement net (Rn). Les flux sont corrélés aux paramètres microclimatiques et hydrologiques. Les variations de stocks de carbone sont évalués sur une chronoséquence de 25 ans représentative de la conduite du massif (savane originelle, fin de première rotation en futaie, fin de seconde rotation en taillis, 0.5 ans/2 ans/4 ans/6 ans en troisième rotation futaie). La biomasse, la nécromasse, et la MO du sol seront échantillonnés en début et en fin d'année pour chacune des classes d'âge. La croissance et la production de litière seront suivies. Les rhizotrons permettent d'estimer la vitesse de croissance, le taux d'émission, la durée de vie des racines et le turn-over. Les carottes de recolonisation informent sur la production racinaire à l'hectare. La spectrométrie dans le proche infra-rouge (NIRS) est utilisée pour estimer le taux de décomposition des litières aériennes et souterraines (Litter Mass Remaininq) à partir de leur composition biochimique. L'expérience vise une validation des flux de C par les variations de stock. Les résultats de flux de CO2 et H2O permettront de modéliser les échanges gazeux des écosystèmes et des arbres en fonction des variables climatiques, hydriques et phénologiques.

Published
2001

10. Carbon flux and sequestration by eucalypt chronosequence in Congo

Author

Roupsard, Olivier, Nouvellon, Yann, Hamel, Olivier, Bonnefond, Jean-Marc, Jourdan, Christophe, Epron, Daniel, Joffre, Richard, Saint-André, Laurent, Irvine, Mark Rankin, Mouvondy, Welcome, Mabiala, André, Thongo, Armel, Laclau, Jean-Paul, Bouillet, Jean-Pierre, Programme cocotier (Cirad-CP Programme cocotier), Département Cultures Pérennes (CP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Programme arbres et plantations forestières (Cirad-Foret Programme arbres et plantations forestières), Département Forêt (Cirad-FORET), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G), and ProdInra, Migration

Subjects
[SDE] Environmental Sciences, SEQUESTRATION DU CARBONE, [SDV]Life Sciences [q-bio], F60 - Physiologie et biochimie végétale, MODELE MATHEMATIQUE RESPIRATION DU SOL, Âge, Matière organique du sol, Respiration du sol, Mesure, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Eucalyptus, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, P35 - Fertilité du sol, P30 - Sciences et aménagement du sol, Sol tropical, [SDV] Life Sciences [q-bio], séquestration du carbone, [SDE]Environmental Sciences, Cycle du carbone, Modèle mathématique
Abstract

International audience

Published
2001

11. Phenotypic and molecular plasticity of two eucalyptus clones in response to water deficit

Author

Emilie Villar, Guillaume Coat, Andréas Ndeko, André Mabiala, Maryline Laurans, christophe plomion, Jean-Marc Gion, Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de recherche sur la productivité des plantations industrielles, and Institut National Agronomique Paris-Grignon (INA P-G)

Subjects
WATER DEFICIT, 454 SEQUENCING, [SDV]Life Sciences [q-bio], PHENOTYPIC PLASTICITY, EUCALYPTUS, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

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