Etude à long terme de la biogéochimie des écosystèmes forestiers (2017-2018/1)

Depuis les années septante, la forêt a évolué d’une fonction surtout économique et productrice de bois vers un rôle multifonctionnel qui tient également compte des aspects écologiques, récréatifs, éducationnels et sociétaux. L’évolution des besoins de chacun et la prise en compte des services écosystémiques que la forêt peut nous fournir sont ainsi mis en avant. Parallèlement, le caractère non renouvelable des sols a été mis en évidence et des politiques ont été développées afin de préserver leur qualité.
Une gestion forestière plus ‘durable’ se développe en tenant compte des différentes fonctions de la forêt, ainsi que de l’influence des pressions anthropiques exogènes (changement climatique, polluants…). La diversification des essences est apparue comme une possibilité de gestion pour maintenir les services écosystémiques fournis par les forêts et donc pour tendre vers une forêt plus ‘durable’.
Pour mesurer l’impact de cette diversification, une bonne connaissance du fonctionnement de l’écosystème est indispensable. D’où le besoin d’outils de suivi et de diagnostic. Le développement d’indicateurs biologiques de la qualité du sol constitue actuellement une priorité de recherche sur les sols à l’échelle européenne.
Lors des subventions précédentes, douze placettes intensives ont été équipées de dispositifs de collecte (72 collecteurs de pluviolessivats, 96 bougies poreuses) et les récoltes ont débutées en janvier 2013 pour les pluviolessivats et en janvier 2014 pour les bougies poreuses. Des mesures de la biomasse des arbres ont été réalisées dans les placettes d’étude intensive à Waroneu en juin 2013, 2015 et 2017 et à la Robinette en juin 2014 et 2016. Des échantillonnages de sol ont été réalisés en juin 2013, en janvier, mai et novembre 2014, en mai et décembre 2015, en novembre 2016 et en novembre 2017. Les mesures de l’évolution des concentrations et flux en éléments minéraux et en carbone organique dans les pluies, pluviolessivats, la solution du sol et l’exutoire de deux bassins versants ont été poursuivis.
Ce rapport résulte d’une subvention entre le SPW et l’ULiège d’une durée de 7 mois.
La structure du programme 2017-2018 pour un an était :
1. Fournir des mesures à long terme sur les concentrations et flux en éléments minéraux, carbone organique dans deux bassins versants forestiers
2. Fournir des mesures à long terme sur les indicateurs biologiques de la qualité des sols forestiers
3. Gérer la base de données
4. Evaluer l’évolution à long terme des dépôts acides et azotés
5. Analyser la variabilité spatiale et temporelle des processus biogéochimiques/indicateurs biologiques de la qualité du sol
6. Etudier la dynamique du carbone et de l’azote
7. Valoriser et disséminer les résultats des recherches
Dans ce rapport nous présentons les perspectives pour l'analyse statistique de l'évolution à long terme des concentrations et des flux en éléments minéraux dans les bassins versants
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forestiers ainsi que les résultats de la diversité fonctionnelle de l’échantillonnage des sols de novembre 2017.
Résultats
 L’applicabilité du test de tendance de Mann-Kendall et de l’algorithme BFAST sur des séries temporelles de 23 années de mesures dans les bassins versants de Waroneu et de la Robinette a été démontrée.
 Entre 1992 et 2014, une diminution significative des concentrations en sulfates dans les pluies à découvert, les pluviolessivats sous épicéas et les eaux aux exutoires des bassins versants de Waroneu et de la Robinette a été mise en évidence et quantifiée.
 Durant la même période, une diminution significative des concentrations en nitrates dans les pluies à découvert, les pluviolessivats sous épicéas et les eaux aux exutoires des bassins versants de Waroneu et de la Robinette a été observée.
 Toujours sur cette période de 23 années, une augmentation significative du pH dans les pluies à découvert de la Robinette, les pluviolessivats sous épicéas et les eaux aux exutoires des bassins versants de Waroneu et de la Robinette a été montrée.
 La parcelle W02 de Waroneu ne peut plus être considérée comme une parcelle sans couvert forestier et sera dorénavant nommée ‘en repousse’. Cette parcelle présente une diversité potentielle métabolique, une mesure de l’AWCD et un index de Shannon plus élevé que celle d’épicéas adultes sur sol brun acide (W05) de Waroneu.