Flux et bilan de carbone en forêt tropicale humide guyanaise
Le dispositif « Guyaflux »
B. Burban (INRA Kourou)
D. Bonal (INRA Nancy)
Séminaire organisé par le projet CARPAGG « le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 »
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• Evaluer les ECHANGES (flux) de CO2 entre l’écosystème forestier tropical humide et l’atmosphère
• Etudier les VARIATIONS de ces échanges dans le temps et faire des BILANS annuels
• Comprendre L’INFLUENCE du CLIMAT (pluie, sécheresse, rayonnement solaire, température) sur les flux et le fonctionnement des différents compartiments de l’écosystème (sol, tronc, feuilles)
Objectifs
2 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Transfert de masse ou d’énergie par turbulence
respiration brute
photosynthèse brute
h = 57 m
RAPPEL Mesure des flux de CO2 et H2O échangés entre l’écosystème et l’atmosphère par la Méthode des Corrélations Turbulentes
Installation de capteurs au-dessus de la forêt (57 m)
Intégration des flux sur une surface de forêt de 50-100 ha
3 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Installation expérimentale Guyaflux
mise en place en 2003 - 55 m de haut
http://www.ecofog.gf/guyaflux
Dispositif intégré dans des réseaux nationaux et internationaux :
4 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Installation expérimentale Guyaflux
Vue des capteurs au sommet de la Tour
5 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
6 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Variations journalières
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
165.0 165.3 165.5 165.8 166.0 166.3 166.5 166.8 167.0
0
500
1000
1500
2000NEERayonnement solaire
Nuit Jour Jour Phot
osyn
thès
e ne
tte
Resp
iratio
n ne
tte
1 point bleu ou jaune représente 30-min
Fortes variations journalières des flux de CO2
7 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Variations saisonnières
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0 50 100 150 200 250 300 350
Time
Flux
de
C
-
NEEO (mol CO2 m-2 jour-1)
Fortes variations saisonnières des échanges nets de CO2
La forêt stocke du CO2 essentiellement en saison sèche (fort rayonnement, malgré l’influence négative de la sécheresse) et rejette du CO2 en saison des pluies (faible rayonnement => la respiration devient plus forte que la photosynthèse de jour)
Puits
de
C So
urce
de
C
1 point correspond à la somme des flux nets de NEE sur 10 jours 8
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
La forêt de Paracou est un puits de carbone de l’ordre de 1.6 ± 0.5 tC ha-1 an-1
Faible variabilité inter-annuelle
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Bilan annuel
respiration
Photosynthèse
1.6 ± 0.5 tC ha-1 an-1
9 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
10 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Bilan 2004 - 2006
1 point vert ou orange ou bleu représente la somme des échanges sur 1 jour
-5.0
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
2004
2005
2006
Cum
ul d
e Ca
rbon
e da
ns l’é
cosy
stèm
e tC
ha-1
an-1
Dans la biomasse aérienne ?
Dans la biomasse souterraine ?
Guyafor
respiration
Photosynthèse
Dans le sol ? (matière organique non-décomposée)
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Où va ce carbone ?
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Evolution de la biomasse aérienne à Paracou de 1984 à 2007 dans 6 parcelles
310
320
330
340
350
360
370
380
1984 1986 1988 1990 1992 1994 1997 2001 2005
Biom
asse
aér
ienn
e vi
vant
e (T
)
Bilan tC ha-1an-1
P6
P15 P14 P13
P11
P1
+ 1,55 [0,95; 1,98]
+ 0,50 [-0,18; 0,96]
+ 1,52 [0,62; 2,15] + 0,76 [-0,56; 1,31]
+ 0,34 [-0,44; 0,77]
- 0,38 [-1,68; 0,37]
Rutishauser et al. 2010
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Où va ce carbone ?
5 parcelles sur 6 montrent un bilan positif depuis 1984, cad un stockage de CO2 dans la biomasse aérienne (le bilan moyen est de 0.7tC ha-1 an-1)
-> Cohérent avec les résultats de la tour à flux 12
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Perspectives
• Comparaison des variations saisonnières des flux de CO2 et des bilans annuels avec ceux d’autres forêts Amazoniennes (Brésil, Costa Rica)
• Modélisation de ces flux afin de simuler l’influence des changements climatiques sur le rôle des forêts tropicales humides dans le puits de carbone biosphérique
• Confrontation des bilans avec ceux des prairies et modélisation pour comprendre les conséquences en termes de flux de C de la transformation des forêts en prairies
13 Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Merci de votre attention
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