Abstract :
[fr] Dans cette thèse, nous avons étudié le flux de dioxyde de carbone (CO2) provenant d’un sol forestier (Fs) à des échelles de temps relativement courtes allant de la seconde à quelques jours avec l’objectif général de mieux en comprendre les mécanismes. Le flux de CO2 résulte de deux composantes principales, à savoir la production du CO2 au sein du sol et son transport jusqu’à la surface. Ces deux composantes ont systématiquement été distinguées et analysées afin de mettre en évidence les variables qui les régissent. Cette manière de procéder nous a permis d’investiguer, en plus de leur dynamique, la distribution verticale des sources de CO2. En outre, nous avons étudié la signature isotopique en carbone (C) de ces sources afin d’apporter des éléments nouveaux dans la compréhension du processus de production de CO2, notamment nous avons estimé le temps de transfert d’une molécule fraichement photoassimilée de la canopée vers la rhizosphère.
Dans une étude effectuée sur un sol forestier (Haplic Regosol; FAO, 2006) à Hartheim (Allemagne), nous avons montré que les sources de CO2 étaient clairement stratifiées dans le sol et nous avons évalué à 11.5%, 64.7%, 15.8% et 8% la contribution respective des horizons OL, Ah, AhC et C à la production totale de CO2. Cette répartition coïncide avec la distribution des racines et du carbone organique sur ce site. Par contre, nous n’avons pas mis en évidence de différence significative dans la composition isotopique des sources associée aux différents horizons en raison de la large incertitude imputée à ces termes.
Pour le processus de production, nous avons mis en évidence des variabilités inter et intra-journalières significatives. Toutes ces variabilités sont correctement expliquées par les variations de température à l’exception de la variabilité intra-journalière des sources dans Ah. Pour expliquer celle-ci, l’hypothèse de l’influence d’une onde de pression à travers le phloème qui présenterait un cycle intra-journalier a été avancée. Cette hypothèse, récemment avancée dans la littérature, suppose un lien étroit entre l’assimilation photosynthétique et l’approvisionnement en substrat de la rhizosphère, laquelle est très importante dans l’horizon Ah.
Enfin, nous avons rapporté des variations inter-journalières significatives de la composition isotopique des sources dans l’horizon Ah. Plus précisément, un enrichissement en 13C des termes de production est mis en évidence lors de l’assèchement du sol. En outre, ces variations nous ont permis d’estimer à 3 jours le temps de transfert des photoassimilats dans la rhizosphère de Ah.
Pour le processus de transport, nous avons souligné que la diffusion convenait à la description du transport dans toutes les couches de sol à l’exception de la litière. Dans cette dernière, il y a lieu d’inclure un mode de transport induit par la turbulence se produisant à la surface du sol. Parmi les transports résultant de la turbulence, on retrouve l’advection et la dispersion. Nous montrons que l’advection n’est à considérer que sur des échelles de temps extrêmement courtes (< seconde) alors que la dispersion, menant à une augmentation des quantités de C transférées par diffusion, devrait faire l’objet d’une attention particulière sur des échelles de temps moins courtes (heures).
