Effet des essences forestières sur le fonctionnement organo-mineral d'un sol acide: observations et modélisations

This study was aimed to evaluate the effect of a shift in the tree species, which occurred 30 year-ago, on the organo-mineral functioning of an acid soil (Breuil, Nièvre). A plot of native forest was used for comparison purposes. My works focused on two planted species of contrasted nature; beech and Douglas fir (coniferous). I studied soil samples and soil solutions collected at different soil depths and matrix potentials, and I performed a number of chemical analyses for total chemistry, pH, aqueous and solid phase speciation. A part of the measurements was used to simulate metal binding to humic substances (model Wham) from which additional variables were obtained. A sound statistical analysis pointed a range of effects of the tree species, sometimes very drastic. I have been able to identify the main processes/mechanisms controlling the chemical composition of soil solutions as well as the solid phase speciation. The intensity of the effects varies with the planted species and the soil depth. Particularly, this work has showed us that most processes were dominantly controlled by proton cycling in the two planted soils, while the role of the organic ligand was dominant in the native forest.

L'étude visait à évaluer après 30 ans quels sont les effets de la plantation d’essences sylvicoles sur le fonctionnement organique et minéral d’un sol acide (Breuil, Nièvre). Une parcelle de la forêt native a été préservée à titre de comparaison. Mes travaux se sont concentrés sur deux essences a priori très contrastées, le hêtre et le Douglas (conifère). L’étude a portée sur des solutions de sol collectées à différentes profondeurs et potentiels matriciels ainsi que sur des échantillons de sol. Diverses mesures physico-chimiques ont été réalisées (chimie totale, pH, spéciation aqueuse et solide). Une partie de ces mesures ont servi à simuler la complexation des métaux par les substances humiques (modèle Wham), et d’en obtenir des variables physico-chimiques supplémentaires. Une analyse statistique poussée des données a permis de mettre en évidence des effets nombreux et parfois très marqués de l’essence sylvicole, et d’en identifier les principaux processus/mécanismes contrôlant la composition chimique des solutions et la spéciation de la phase solide. L’intensité des processus semble différer selon l’essence et la profondeur du sol. En particulier, ce travail a pu montrer l’existence dans les deux plantations de processus associés à l’acidolyse, tandis que dans la forêt native les processus semblent plutôt révéler un fonctionnement du type acido-complexolyse.