Mesure de la teneur en eau des arbres pour évaluer son impact sur la productivité primaire brute en forêt boréale

1. Résumé du projet

La forêt boréale est un important puit de carbone en stockant 32% du carbone terrestre, dont 625 pétagrammes (Pg) dans son sol et offre plusieurs services économiques importants (foresterie, hydroélectricité). Par contre, les changements climatiques auront d’importantes répercussions sur les processus biogéophysiques (par exemple les flux de carbone) et hydrologiques (ressources en eau et débits) sur ce biome. Plusieurs incertitudes sur comment la forêt boréale réagira à ces changements, mais aussi sur son rôle dans l’évolution du climat sont mal connues. Plus particulièrement, la productivité de la forêt boréale (stockage de carbone par photosynthèse) dépend grandement de la disponibilité en eau pour les plantes, mais aussi des cycles gel/dégel qui conditionnent la période de croissance. Or, il est maintenant connu que pendant la période de croissance, le stockage en eau dans l’arbre peut agir comme un tampon par rapport à l’impact relié au manque de disponibilité en eau (stress hydrique) et ainsi amoindrir les effets d’un environnement plus sec. En hiver, lorsque la température de l’air descend sous le point de congélation, l’arbre minimise ses activités physiologiques, tandis que le flux de sève et la teneur en eau des arbres (TAE) diminuent. Il a ainsi été démontré que seulement une partie de l’eau dans le xylème gèle, ce qui pourrait avoir des impacts sur la productivité au printemps lors du dégel. Néanmoins, la compréhension de ces phénomènes reste limitée à cause de la difficulté à mesurer le contenu en glace dans les arbres. Devant ces incertitudes reliées à une mauvaise compréhension des processus qui gouvernent l’utilisation en eau des différentes espèces d’arbres de la forêt boréale, il est important de développer des outils afin de mieux quantifier comment l’eau est utilisée dans les arbres. Le projet propose de :

1. Développer deux différents instruments permettant la mesure de la teneur en eau des arbres (TEA) pour mettre en évidence les stratégies hydrauliques des espèces boréales
2. Quantifier dans quelle mesure ces stratégies influencent la productivité primaire brute de la forêt boréale durant la période de croissance et les transitions gel/dégel.

Cinq sondes à moindre coût (SRDF) seront déployées pour chacune des espèces étudiées (sapins baumiers et bouleaux blancs à la forêt Montmorency, Québec; épinette noire et mélèze au Southern Old Black Spruce, Saskatchewan) afin de mesurer la variabilité interspécifique de stockage en eau des espèces d’arbre. Une sonde coaxiale à terminaison ouverte sera installée à chacun des sites sur l’espèce dominante (sapin baumier et épinette noire) dans le but de comparer la performance de ces sondes par rapport au SRDF afin d’évaluer la plus-value en terme de précision de TEA. Les deux sites possèdent des tours avec des systèmes de covariance des turbulences qui permettent de mesurer les flux de carbone. L’impact du stockage de l’eau dans les arbres sur la production primaire brute (stockage de carbone) dans l’environnement boréal sera ainsi évalué.