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 »

1
Objectifs
• 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)
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

2
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

respiration
brute
photosynthèse
brute

h = 57 m
Transfert de
masse ou
d’énergie par
turbulence

Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

3
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 :

Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

4
Installation expérimentale Guyaflux
Vue des capteurs au sommet de la Tour

Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

5
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

6
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Variations journalières
NEE

Respiration
nette

30

2000

Rayonnement solaire

20
1500

10
0

Photosynthèse
nette

165.0

165.3

165.5

165.8

166.0

166.3

166.5

166.8

167.0
1000

-10
-20

500

-30

Jour

Nuit

Jour

-40

0

Fortes variations journalières des flux de CO2
1 point bleu ou jaune représente 30-min
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

7
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Variations saisonnières
NEEO (mol CO2 m-2 jour-1)
0.2

-

0.1

Flux de C

Puits de C

Source de C

0.3

0.0
0

50

100

150

200

250

300

350

-0.1
-0.2
-0.3

Time
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)
1 point correspond à la somme des fluxen prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013
Le carbone en forêt et nets de NEE sur 10 jours

8
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Bilan annuel

respiration
Photosynthèse

1.6 ± 0.5 tC ha-1 an-1

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
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

9
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Bilan 2004 - 2006

Cumul de Carbone dans l’écosystème
tC ha-1 an-1

1.0

0.0
0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

-1.0

2004
-2.0

-3.0

2005

-4.0

2006
-5.0

1 point vert ou orange ou bleu représente la somme des échanges sur 1 jour
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

10
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Où va ce carbone ?

respiration
Photosynthèse

Dans la biomasse aérienne ?
Guyafor

Dans le sol ?
(matière organique non-décomposée)

Dans la biomasse souterraine ?
Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

11
Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier
Où va ce carbone ?
Evolution de la biomasse aérienne à Paracou de 1984 à
2007 dans 6 parcelles
P6

Bilan
tC ha-1an-1
+ 0,50 [-0,18; 0,96]

P15
P14
P13

+ 1,55 [0,95; 1,98]
+ 0,76 [-0,56; 1,31]
+ 1,52 [0,62; 2,15]

P11

+ 0,34 [-0,44; 0,77]

P1

- 0,38 [-1,68; 0,37]

380

Biomasse aérienne vivante (T)

370

360

350

340

330

320

310
1984

1986

1988

1990

1992

1994

1997

2001

2005

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

Rutishauser et al. 2010

Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

12
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

Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013

13
Merci de votre attention

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  • 2. Objectifs • 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) Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 2
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  • 7. Les flux de CO2 dans l’écosystème forestier Variations journalières NEE Respiration nette 30 2000 Rayonnement solaire 20 1500 10 0 Photosynthèse nette 165.0 165.3 165.5 165.8 166.0 166.3 166.5 166.8 167.0 1000 -10 -20 500 -30 Jour Nuit Jour -40 0 Fortes variations journalières des flux de CO2 1 point bleu ou jaune représente 30-min Le carbone en forêt et en prairies issues de déforestation en Guyane, 1° octobre 2013 7
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